Электролиты: фактор Вант-Гоффа

коллигативные свойства электролитов

коллигативные свойства of a раствор зависит только от количества, а не от идентичности, растворенных видов растворённое вещество. Термины концентрации в уравнениях для различных видов коллигативные свойства (снижение точки замерзания, повышение точки кипения, осмотическое давление) относятся ко всем видам растворённое вещество, присутствующим в раствор. Нонэлектролиты растворяются физически без диссоциации или других сопутствующих процессов. Каждая молекула, растворяясь, образует одну растворенную молекулу растворённое вещество. Однако растворение электролита не так просто, как показано на двух общих примерах ниже:

Учитывая первый из этих примеров и предполагая полную диссоциацию, раствор водный раствор NaCl длиной 1.0 м содержит 2.0 молей ионов (1.0 моль Na⁺ и 1.0 моль CL⁾ на каждый килограмм воды, и ожидается, что его температура замерзания будет ниже

Однако при фактической подготовке раствор и измерении его снижения точки замерзания получается значение 3.4 °C. Аналогичные расхождения наблюдаются и в отношении других ионных соединений, а различия между измеренными и ожидаемыми значениями коллигативных свойств обычно становятся более значительными по мере увеличения концентраций растворённое вещество. Эти наблюдения свидетельствуют о том, что ионы хлорида натрия (и других сильных электролитов) не полностью диссоциируются в раствор.

Чтобы это было учтено и избежать ошибок, сопровождающих предположение о полной диссоциации, используется экспериментально измеряемый параметр, названный в честь лауреата Нобелевской премии немецкого химика Якобуса Хенрика ва не Хофф. Коэффициент VA’t Hoff (i) определяется как отношение частиц растворённое вещество в раствор к количеству растворенных формул:

В 1923 году химики Питер Дебай и Эрих Хюккель предложили теорию, чтобы объяснить кажущуюся неполную ионизацию сильных электролитов. Они предполагали, что, хотя интерионная притяжение в водном растворе раствор значительно снижается сольватация ионов и изолирующее действие полярного растворителя, оно не полностью обнуляется. Остаточные аттракционы не позволяют ионам вести себя как полностью независимые частицы. В некоторых случаях положительный и отрицательный ион может на самом деле коснуться, давая разрешимость, которая называется ионной парой. Таким образом, активность – или эффективная концентрация – какого-либо конкретного иона меньше, чем та, что указана фактической концентрацией. Ионы становятся все более и более широко отделенными, поскольку раствор становится все более разбавленным, а остаточные интерионные аттракционы становятся все меньше и меньше. Таким образом, в чрезвычайно разбавленных растворах эффективная концентрация ионов (их деятельность) по существу равна фактической концентрации. Для растворов 0.05 м значение i для NaCl равно 1.9, в отличие от идеального значения 2.

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 11.4: коллигативные свойства.