范特霍夫因子

范特霍夫因子（英語：van 't Hoff factor，以荷蘭化學家范特霍夫命名）表示溶質對溶液依數性性質（如滲透壓、蒸汽壓下降、沸點升高和凝固點降低）影響的程度，一般以代號 ${\displaystyle i}$ 表示^[1]。范特霍夫因子是已溶解的物質產生的實際微粒濃度，和根據其質量所計算得出的濃度的比值，因而是無因次的。

對於大多數溶解在水中的非電解質，范特霍夫因子數值是1。對於大多數溶於水中的離子化合物，范特霍夫因子等於該物質單位化學式（Formula unit）中所含獨立離子個數，如KCl是2，Ca(OH)₂是3；這僅在理想溶液中成立，因為離子締合（Ion-association）現象很少發生。在特定的瞬間，一小部分離子會配對在一起，因而被計為一個微粒。這種離子締合現象在任何電解質溶液中都會不同程度的發生，導致了與范特霍夫因子與實際間的偏差。這種偏差在離子有多重化合價（multiple charges，如銅、鐵）時會達到最大。

溶質解離

溶質解離度是溶解於溶液中的溶質分子的比例。它通常用希臘字母 ${\displaystyle \alpha }$ 表示。這一係數和范特霍夫因子之間的關係很簡單；如果 ${\displaystyle \alpha }$ 比例的溶質解離為了 ${\displaystyle n}$ 個離子，那麼，

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

例如，如下的電離方程，

KCl ⇌ K⁺ + Cl^–

產生了 ${\displaystyle n=2}$ 個離子，所以 ${\displaystyle i=1+\alpha }$。

溶質締合

類似的，如果 ${\displaystyle n}$ 莫耳的溶質中以偶合度 ${\displaystyle \beta }$ 比例結合形成一個一莫耳微粒，那麼

${\displaystyle i=1-(1-{\frac {1}{n}})\beta =1-{\frac {n-1}{n}}\beta }$

例如，乙酸在苯中的二聚作用，

2CH₃COOH ⇌ (CH₃COOH)₂

兩摩爾的乙酸締合形成一莫耳物質，所以，

${\displaystyle i=1-(1-{\frac {1}{2}})\beta =1-{\frac {\beta }{2}}}$

物理意義

氫鍵導致了羧酸的二聚作用

• 若溶質微粒在溶液中締合，${\displaystyle i}$值小於1,。例如各類羧酸或苯甲酸在苯中形成的二聚體，所以實際溶解的溶質微粒數是酸分子數的一半。
• 若溶質分子在溶液中離解，${\displaystyle i}$值大於1。例如氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂等強電解質溶於水中。
• 若溶質分子在溶解中既不離解也不締合，${\displaystyle i}$值便等於1，例如葡萄糖溶於水中。
• ${\displaystyle i}$ = 實際溶解的微粒數 ÷ 最初投入溶劑的微粒數。這表示平均算來，在稀溶液中，每單位化學式所溶解的微粒數。
• 實際計算上i應小於其理論值，且溶液愈稀薄，i值偏差愈小

參見

• 依數性
• 拉烏爾定律
• 范特霍夫方程
• 滲透壓