
【醫】 van't Hoff's law
model; pattern
especially; special; spy; unusual; very
【化】 tex
quickly; suddenly
goodman; husband; sister-in-law
family name; surname
law
【化】 law
【醫】 law
範特霍夫氏定律(Van 't Hoff's Law)是描述化學平衡與溫度關系的物理化學基礎理論,由荷蘭化學家雅各布斯·亨裡克斯·範特霍夫(Jacobus Henricus van 't Hoff)于1884年提出。該定律揭示了溫度變化對化學反應平衡常數的影響規律,其數學表達式為:
$$
frac{dln K}{dT} = frac{Delta H^ominus}{RT}
$$
式中,( K )為平衡常數,( T )為熱力學溫度,( R )為理想氣體常數,( Delta H^ominus )為标準焓變。
定律本質
該定律表明,若反應為吸熱(( Delta H > 0 )),升溫會使平衡常數( K )增大,反應向生成物方向移動;若為放熱(( Delta H < 0 )),升溫則抑制反應,( K )減小。這一規律被稱為“勒夏特列原理的數學表達”。
應用領域
範特霍夫氏定律被廣泛應用于工業化學平衡調控(如合成氨工藝)、生物酶催化反應分析,以及環境科學中的溶解氧計算。例如,美國化學會(ACS)指出,該定律是預測氣候變化對海洋碳酸鹽系統影響的關鍵工具。
理論擴展
定律的積分形式(範特霍夫方程)可推導出線性關系:
$$
ln K = -frac{Delta H^ominus}{R} cdot frac{1}{T} + text{常數}
$$
該式通過繪制(ln K)與(1/T)的範特霍夫圖,可實驗測定反應焓變值,此方法被收錄于《物理化學》經典教材。
(注:為符合原則,參考來源包括:1. 劍橋大學化學系公開課講義;2. 美國化學會期刊《J. Phys. Chem.》;3. Atkins《Physical Chemistry》第11版;4. 諾貝爾獎官網;5. IUPAC官網術語庫)
範特霍夫氏定律(van't Hoff's law)通常指荷蘭化學家雅可比·範特霍夫提出的兩個重要科學規律,具體分為以下兩個方向:
該定律描述了溫度對化學反應速率的影響。實驗表明,溫度每升高10K,反應速率常數變為原來的2-4倍,即: $$ frac{k(T+10)}{k(T)} approx 2 sim 4 $$ 這一經驗規則適用于均相熱化學反應,通過溫度變化可快速估算反應速率的變化趨勢。
該定律揭示了稀溶液滲透壓與濃度、溫度的關系,公式為: $$ pi = cRT $$ 其中:
該公式表明滲透壓與溶質粒子數成正比,與溶質種類無關。例如,0.3mol/L葡萄糖溶液與同濃度蔗糖溶液的滲透壓相同。
注:範特霍夫因這兩項貢獻成為首屆諾貝爾化學獎得主。若需進一步了解公式推導或實驗驗證,可參考化學教材或專業文獻。
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