Zmienność entalpii roztworu. Obliczanie entalpii roztworu

Podczas zajęć sportowych, w szpitalach i na co dzień bardzo często stosuje się gorące i zimne okłady błyskawiczne. W obu przypadkach niektóre substancje reagują z wodą. Np. w przypadku zimnego okładu zawiera dwie kapsułki oddzielające wodę od NH₄NA₃, który po rozpuszczeniu w wodzie pochłania ciepło i powoduje natychmiastowe zimno. W przypadku gorących okładów CaCl rozpuszcza się w wodzie₂ lub MgSO₄, które uwalniają energię wytwarzającą ciepło.

Ale dlaczego niektóre rozwiązania wydzielają ciepło, są egzotermiczne; a inni absorbują, będąc endotermicznym?

Cóż, aby zrozumieć ten problem, musimy przestudiować zmienność entalpii (ΔH) roztworów, który składa się z dwóch kroków:

(1.) Entalpia siatkowa (ΔH_gnić): gdy substancja rozpuszczona rozpuszcza się w wodzie, pierwszym krokiem jest oddzielenie jej jonów, które znajdują się w sieci krystalicznej. Aby zerwać wiązania między jonami, konieczne jest dostarczenie energii do układu. Więc ten pierwszy proces to endotermiczny, ponieważ pochłania energię; być twoim your entalpia dodatnia (ΔH > 0).

(2) Entalpia hydratacji (ΔH_{ukrył się}): po rozdzieleniu się jonów są one otoczone przez cząsteczki rozpuszczalnika. W przypadku wody jest to rozpuszczalnik i mówimy, że ma miejsce uwodnienie. Dipole wody są odpowiednio przyciągane przez przeciwnie naładowane jony; tak więc, aby ta interakcja miała miejsce, konieczne jest uwolnienie energii. Tak więc w nawodnieniu entalpia będzie ujemna (ΔH < 0), ponieważ proces jest egzotermiczny.

Poniższy rysunek pokazuje, jak zachodzi uwodnienie, w którym zachodzi oddziaływanie jon-dipol, czyli przyciąganie między ładunkami oddzielonych jonów a dipolem wody:

Zmiana entalpii roztworu (ΔH_Słońce) zostanie określona przez sumę tych dwóch entalpii. Jeśli wynik jest pozytywny, oznacza to, że entalpia siatkowa jest wyższa, więc entalpia rozpuszczania wskaże, że proces jest endotermiczny.

Wykres entalpii endotermicznego rozpuszczania pokazano poniżej:

Wskazuje na to przypadek rozpuszczania jodku potasu pokazany poniżej:

Twój wykres entalpii będzie reprezentowany przez:

Jeśli wynik jest pozytywny, entalpia hydratacji będzie większa niż siateczkowa, a proces jest egzotermiczny. Diagramy entalpii egzotermicznych rozpuszczań są przedstawione w następującym przykładzie:

Zwróć uwagę na poniższy wykres entalpii:

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/variacao-entalpia-solucao.htm