ファントホッフ因子

ファントホッフ係数（オランダの化学者ヤコブス・ヘンリクス・ファントホッフにちなんで名付けられた）は、浸透圧、蒸気圧の相対的低下、沸点上昇、凝固点降下などの凝集特性に対する溶質の影響の尺度です。ファントホッフ係数は、物質が溶解したときに生成される粒子の実際の濃度と、質量から計算された物質の濃度の比率です。水に溶解したほとんどの非電解質の場合、ファントホッフ係数は基本的に 1 です。

水に溶解したほとんどのイオン性化合物の場合、ファントホッフ係数は、物質の化学式単位に含まれる個別のイオンの数に等しくなります。これは理想的な溶液にのみ当てはまります。溶液内でイオン対が形成されることが時々あるためです。特定の瞬間に、イオンのごく一部が対になり、1 つの粒子としてカウントされます。イオン対は、すべての電解質溶液である程度発生します。このため、測定されたファントホッフ係数は、理想的な溶液で予測される値よりも低くなります。ファントホッフ係数の偏差は、イオンが複数の電荷を持つ場合に最も大きくなる傾向があります。

この因子は、浸透圧をモル濃度に、また浸透圧をモル濃度に結び付けます。

解離度は、元の溶質分子のうち解離した分子の割合です。通常はギリシャ文字で示されます。このパラメータとファントホッフ係数の間には単純な関係があります。溶質の一部がイオンに解離すると、 ${\displaystyle \alpha}$${\displaystyle \alpha}$${\displaystyle n}$

${\displaystyle i=1+\alpha (n-1).}$

たとえば、解離 KCl ⇌ K ⁺⁺ Cl ⁻ではイオンが生成されます。 ${\displaystyle n=2}$${\displaystyle i=1+\alpha }$

会合がない場合の解離の場合、ファントホッフ係数は次のようになります 。 ${\displaystyle i>1}$

同様に、溶質のモル分率が会合して1モルのn量体（二量体、三量体など）を形成する場合、 ${\displaystyle \alpha}$${\displaystyle n}$

${\displaystyle i=1-\left(1-{\frac {1}{n}}\right)\alpha .}$

ベンゼン中の酢酸の二量化の場合：

2 CH ₃ COOH ⇌ (CH ₃ COOH) ₂

2モルの酢酸が結合して1モルの二量体を形成するので、

${\displaystyle i=1-\left(1-{\frac {1}{2}}\right)\alpha =1-{\frac {\alpha }{2}}.}$

解離がない場合の会合の場合、ファントホッフ係数は次のようになります 。 ${\displaystyle i<1}$

• 溶質粒子が溶液中で会合している場合、i は1 未満です。たとえば、酢酸(エタン酸) や安息香酸などのカルボン酸はベンゼン中で二量体を形成し、溶質粒子の数は酸分子の数の半分になります。
• 溶質粒子が溶液中で解離する場合、 i は1 より大きくなります (例:水中の塩化ナトリウム、水中の塩化カリウム、水中の塩化マグネシウム)。
• 溶質粒子が溶液中で解離も会合もしない場合、i は1 になります (例:水中のグルコース)。

iの値は、解離後の溶液中の実際の粒子数を、最初に溶液に溶解していた化学式単位の数で割った値であり、溶液が希薄な場合の溶質の化学式単位あたりの粒子数を意味します。

この量は、次の関係式によって 浸透係数gと関連付けられます。 ${\displaystyle i=ng}$

• 集合的性質
• 熱力学的活動
• ラウールの法則
• 希釈の法則
• ファントホッフ方程式
• 解離（化学）
• 浸透
• 浸透圧係数

• Tro, Nivaldo J. (2020). 化学：分子アプローチ（第5版）。ホーボーケン、ニュージャージー。pp. 613–614。ISBN 978-0-13-498889-4. OCLC  1048659501.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)