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:

  1. Нарушение притяжения растворенного вещества к растворенному веществу (эндотермическое), см., Например, энергию решетки U l в солях.
  2. Нарушение притяжения растворитель-растворитель (эндотермическое), например водородной связи
  3. 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 о в кДж / моль , в воде при 25 ° C

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки