
【化】 van't Hoff equation
model; pattern
entrust; hold in the palm; plead; set off; sth. serving as a support
【化】 Torr
【医】 pad; support
goodman; husband; sister-in-law
equation
范托夫方程(Van 't Hoff equation)是物理化学领域描述化学平衡常数与温度关系的核心公式,其英文全称为Van 't Hoff equation。该方程由荷兰化学家雅各布斯·亨里克斯·范托夫于1884年提出,揭示了温度变化对反应方向及平衡状态的定量影响。
方程的标准微分形式为: $$ frac{d ln K}{d T} = frac{Delta H^{ominus}}{R T^{2}} $$ 其中:
在恒压条件下,方程可积分推导为线性形式: $$ ln K = -frac{Delta H^{ominus}}{R} cdot frac{1}{T} + frac{Delta S^{ominus}}{R} $$ 该表达式将平衡常数的自然对数与温度的倒数呈线性关系,斜率反映反应的吸放热特性((Delta H^{ominus})),截距关联熵变((Delta S^{ominus}))。这一特性使其在工业催化剂设计和生物酶活性分析中具有重要应用价值。
权威研究显示,范托夫方程还延伸至溶液渗透压计算((Pi = i c R T)),其中渗透系数(i)可表征电解质溶液的离解程度。美国化学会(ACS Publications)及《Journal of Chemical Education》均将其列为热力学教学的核心知识点。
范托夫方程(van't Hoff equation)是物理化学中的重要概念,通常涉及热力学平衡或反应动力学领域,具体含义需结合上下文区分:
该方程描述化学平衡常数((K))与温度((T))的关系,公式为: $$ frac{d(ln K)}{dT} = frac{Delta H^ominus}{RT} $$ 其中:
应用:通过测定不同温度下的平衡常数,可计算反应的焓变值,进而预测温度对平衡移动方向的影响。
该规则描述温度对反应速率的影响,公式简化为: $$ gamma = frac{k_{T+10}}{k_T} approx 2-4 $$ 即温度每升高10°C,反应速率常数((k))增大2-4倍。更精确的表达式与阿伦尼乌斯方程相关: $$ ln frac{k_2}{k_1} = frac{E_a}{R} left( frac{1}{T_1} - frac{1}{T_2} right) $$ 应用:估算温度变化对反应速率的定性影响。
类型 | 领域 | 核心变量 | 物理意义 |
---|---|---|---|
热力学方程 | 化学平衡 | 平衡常数 (K) | 温度对平衡移动的影响 |
动力学规则 | 反应速率 | 速率常数 (k) | 温度对反应速率的加速效应 |
注意:两者均以荷兰化学家范托夫命名,但分别对应热力学和动力学领域,需避免混淆。如需具体应用计算,需根据实验数据选择对应公式。
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