Изменение энтальпии раствора - Enthalpy change of solution
Энтальпия растворения , энтальпия растворения или теплота растворения является энтальпией изменения , связанным с растворением вещества в растворителе при постоянном давлении , в результате чего бесконечного разбавления.
Энтальпию раствора чаще всего выражают в кДж / моль при постоянной температуре. Изменение энергии можно рассматривать как состоящее из трех частей: эндотермического разрыва связей внутри растворенного вещества и внутри растворителя и образования притяжения между растворенным веществом и растворителем. Идеальное решение имеет нулевую энтальпию смешения . Для неидеального раствора это избыточное молярное количество .
Энергетика
Растворение большинства газов экзотермическое. То есть, когда газ растворяется в жидком растворителе, энергия выделяется в виде тепла, нагревая как систему (т.е. раствор), так и окружающую среду.
Температура раствора в конечном итоге снижается, чтобы соответствовать температуре окружающей среды. Равновесие между газом как отдельной фазой и газом в растворе будет по принципу Ле Шателье сдвигаться в сторону перехода газа в раствор при понижении температуры (снижение температуры увеличивает растворимость газа).
Когда насыщенный раствор газа нагревается, газ выходит из раствора. Правда
Шаги в растворении
Растворение можно рассматривать как происходящее в три этапа:
- Нарушение притяжения растворенного вещества к растворенному веществу (эндотермическое), см., Например, энергию решетки U l в солях.
- Нарушение притяжения растворитель-растворитель (эндотермическое), например водородной связи
- Образование аттракционов растворитель-растворенное вещество (экзотермическое) при сольватации .
Значение энтальпии сольватации представляет собой сумму этих отдельных шагов.
Растворение нитрата аммония в воде эндотермическое. Энергия, выделяемая при сольватации ионов аммония и нитрат-ионов, меньше энергии, поглощаемой при разрушении ионной решетки нитрата аммония и притяжения между молекулами воды. Растворение гидроксида калия является экзотермическим, поскольку во время сольватации выделяется больше энергии, чем используется для разрушения растворенного вещества и растворителя.
Выражения в дифференциальной или интегральной форме
Выражения изменения энтальпии растворения могут быть дифференциальными или интегральными в зависимости от соотношения количеств растворенного вещества и растворителя.
Изменение молярной дифференциальной энтальпии растворения составляет:
где ∂Δn i - бесконечно малое изменение или разность числа молей растворенного вещества во время растворения.
Интегральная теплота растворения определяется для процесса получения определенного количества раствора с конечной концентрацией. Изменение энтальпии в этом процессе, нормированное на число молей растворенного вещества, оценивается как молярная интегральная теплота растворения . Математически интегральная молярная теплота растворения обозначается как:
Первичная теплота растворения - это дифференциальная теплота растворения для получения бесконечно разбавленного раствора.
Зависимость от характера решения
Энтальпия смешения из идеального раствора по определению равно нулю , а энтальпия растворения неэлектролитов имеет значение энтальпии плавления или испарения. Для неидеальных растворов электролитов он связан с коэффициентом активности растворенного вещества (веществ) и температурной производной относительной диэлектрической проницаемости по следующей формуле:
Изменение энтальпии раствора для некоторых выбранных соединений | ||
соляная кислота | -74,84 | |
нитрат аммония | +25,69 | |
аммиак | -30,50 | |
гидроксид калия | -57,61 | |
гидроксид цезия | -71,55 | |
хлорид натрия | +3,87 | |
хлорат калия | +41,38 | |
уксусная кислота | -1,51 | |
гидроксид натрия | -44,50 | |
Изменение энтальпии Δ Н |
Смотрите также
- Видимое молярное свойство
- Энтальпия смешения
- Теплота разбавления
- Теплота плавления
- Энергия гидратации
- Энергия решетки
- Закон разбавления
- Решение
- Термодинамическая активность
- Равновесие растворимости