[Ej.
factor de van´t Hoff y grado de ionización]
Una muestra de CaCl₂ se
disuelve en agua. A partir de 10 unidades fórmula de soluto
disueltas, el análisis de la solución muestra la presencia de 7 iones
Ca²⁺, 14 iones Cl⁻ y 3
unidades de CaCl₂ sin ionizar. a) Calcula el factor de van’t Hoff
experimental, i, del CaCl₂ en esta solución. b) Determina el grado
de ionización, α, del electrolito. c) Compara el valor obtenido de i con el
valor ideal esperado y comenta brevemente la diferencia.
Etapa analítica
Usaremos el [Axioma
del factor de van´t Hoff] y el [Axioma
de grado de ionización]. Para factor de conversión deberemos asumir que las
entidades mostradas se miden en moles. Por teoremas no es necesario ya que se
pueden designar entidades aisladas simplemente usando valores sin unidad para
el parámetro de cantidad de sustancia. También usaremos la [Tabla
de factor de van´t Hoff].
Etapa Numérica por factor de conversión
a) Calcula el factor de van’t Hoff experimental, i,
del CaCl₂ en esta solución.
b) Determina el grado
de ionización, α, del electrolito.
El enunciado indica
una cantidad inicial de 10 moléculas, lo que implicaría, en principio, 10
eventos posibles de ionización, es decir, la cantidad de reacción
teórica. Sin embargo, al analizar las especies ionizadas, nos
fijamos en el ion con subíndice 1, ya que su conteo refleja directamente
el número de ionizaciones efectivas en equilibrio. En este caso se
observan 7 iones de ese tipo, lo que corresponde al avance real de la
reacción, o diferencia de cantidad de reacción respecto al estado
inicial.
c) Compara el valor obtenido de i con el valor ideal
esperado y comenta brevemente la diferencia.
Los valores reportados en las tablas dependen de la
concentración del electrolito; sin embargo, puede observarse que a una concentración
de 0.1 mol·kg⁻¹ el factor
de van’t Hoff es aproximadamente 2.35, con un grado de ionización
cercano al 68 %. Estos valores son coherentes con nuestros resultados
experimentales, por lo que el modelo y los datos utilizados resultan
razonables y consistentes.
Etapa Numérica por teoremas
a) Calcula el factor de van’t Hoff experimental, i,
del CaCl₂ en esta solución.
Inicialmente había 10
unidades neutras, por lo que el sistema podía generar 10 ionizaciones
teóricas, pero solo 4 ocurrieron realmente, como lo evidencia la
presencia de 4 iones Z+, lo que define el avance real de
la reacción.
b) Determina el grado
de ionización, α, del electrolito.
El enunciado indica
una cantidad inicial de 10 moléculas, lo que implicaría, en principio, 10
eventos posibles de ionización, es decir, la cantidad de reacción
teórica. Sin embargo, al analizar las especies ionizadas, nos
fijamos en el ion con subíndice 1, ya que su conteo refleja directamente
el número de ionizaciones efectivas en equilibrio. En este caso se
observan 7 iones de ese tipo, lo que corresponde al avance real de la
reacción, o diferencia de cantidad de reacción respecto al estado
inicial.
c) Compara el valor obtenido de i con el valor ideal
esperado y comenta brevemente la diferencia.
Los valores reportados en las tablas dependen de la
concentración del electrolito; sin embargo, puede observarse que a una concentración
de 0.1 mol·kg⁻¹ el factor
de van’t Hoff es aproximadamente 2.35, con un grado de ionización
cercano al 68 %. Estos valores son coherentes con nuestros resultados
experimentales, por lo que el modelo y los datos utilizados resultan
razonables y consistentes.
Referencias
Ver [Ej.
factor de van´t Hoff y grado de ionización]
