范特霍夫因子
字数 753 2025-11-17 08:45:28

范特霍夫因子

  1. 基本定义
    范特霍夫因子(van’t Hoff factor,符号为 i)是描述溶质在溶液中实际解离或缔合行为的无量纲参数。其定义为:

\[ i = \frac{\text{溶液中实际粒子数}}{\text{溶质未解离时的理论粒子数}} \]

例如,1 mol NaCl 若完全解离为 Na⁺ 和 Cl⁻,理论粒子数为 2,但实际因离子缔合可能略小于 2。

  1. 与依数性的关联
    范特霍夫因子用于修正理想溶液的依数性公式(如沸点升高、凝固点降低、渗透压)。以渗透压为例:
    理想公式 \(\Pi = cRT\)(c 为摩尔浓度)修正为:

\[ \Pi = i \cdot cRT \]

类似地,凝固点降低 \(\Delta T_f = i \cdot K_f \cdot m\)(m 为质量摩尔浓度)。

  1. 不同溶质类型的取值
  • 非电解质(如葡萄糖):不解离,i = 1。
  • 完全解离的电解质(如 NaCl、KBr):i = 离子数(NaCl 为 2,CaCl₂ 为 3)。
  • 部分解离或缔合的电解质i 介于 1 与理论最大值之间,可通过实验测量。
  1. 实际溶液中的偏差
    在浓溶液中,离子间相互作用(如静电引力)会导致有效粒子数减少,使 i 低于理论值。例如,0.1 mol/kg NaCl 溶液的 i ≈ 1.87(非精确 2)。

  2. 测定与计算
    通过测量依数性(如凝固点降低)反推 i

\[ i = \frac{\Delta T_f}{K_f \cdot m} \]

结合电导率数据可进一步分析解离度。

  1. 应用场景
  • 生物化学:计算蛋白质等大分子的渗透压。
  • 工业设计:防冻剂浓度调整(考虑电解质 i 值)。
  • 地球科学:海水凝固点预测需计入盐类的 i
范特霍夫因子 基本定义 范特霍夫因子(van’t Hoff factor,符号为 i )是描述溶质在溶液中实际解离或缔合行为的无量纲参数。其定义为: \[ i = \frac{\text{溶液中实际粒子数}}{\text{溶质未解离时的理论粒子数}} \] 例如,1 mol NaCl 若完全解离为 Na⁺ 和 Cl⁻,理论粒子数为 2,但实际因离子缔合可能略小于 2。 与依数性的关联 范特霍夫因子用于修正理想溶液的依数性公式(如沸点升高、凝固点降低、渗透压)。以渗透压为例: 理想公式 \(\Pi = cRT\)(c 为摩尔浓度)修正为: \[ \Pi = i \cdot cRT \] 类似地,凝固点降低 \(\Delta T_ f = i \cdot K_ f \cdot m\)(m 为质量摩尔浓度)。 不同溶质类型的取值 非电解质 (如葡萄糖):不解离, i = 1。 完全解离的电解质 (如 NaCl、KBr): i = 离子数(NaCl 为 2,CaCl₂ 为 3)。 部分解离或缔合的电解质 : i 介于 1 与理论最大值之间,可通过实验测量。 实际溶液中的偏差 在浓溶液中,离子间相互作用(如静电引力)会导致有效粒子数减少,使 i 低于理论值。例如,0.1 mol/kg NaCl 溶液的 i ≈ 1.87(非精确 2)。 测定与计算 通过测量依数性(如凝固点降低)反推 i : \[ i = \frac{\Delta T_ f}{K_ f \cdot m} \] 结合电导率数据可进一步分析解离度。 应用场景 生物化学 :计算蛋白质等大分子的渗透压。 工业设计 :防冻剂浓度调整(考虑电解质 i 值)。 地球科学 :海水凝固点预测需计入盐类的 i 。