Изменение энтальпии раствора

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 [ править ]

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 (уменьшение температуры увеличивает растворимость газа).

Когда насыщенный раствор газа нагревается, газ выходит из раствора.

Шаги в растворении [ править ]

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.

${\ displaystyle \ Delta H_ {solv} = \ Delta H_ {dis} + U_ {l}}$

Растворение нитрата аммония в воде эндотермическое. Энергия, выделяемая при сольватации ионов аммония и нитрат-ионов, меньше энергии, поглощаемой при разрыве 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 [ править ]

Выражения изменения энтальпии растворения могут быть дифференциальными или интегральными в зависимости от соотношения количеств растворенного вещества и растворителя.

Изменение молярной дифференциальной энтальпии растворения составляет:

${\ Displaystyle {\ begin {align} \ \ \ \ \ \ \ \ Delta _ {dis} ^ {d} H = \ left ({\ frac {\ partial \ Delta _ {dis} H} {\ partial \ Дельта n_ {i}}} \ вправо) _ {T, p, n_ {B}} \ end {align}}}$

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:

${\displaystyle {\begin{aligned}\ \ \ \ \ \ \ \ \Delta _{diss}^{i}H={\frac {\Delta _{diss}H}{n_{B}}}\end{aligned}}}$

Первичная теплота растворения - это дифференциальная теплота растворения для получения бесконечно разбавленного раствора.

Зависимость от характера решения [ править ]

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:

${\displaystyle H_{dil}=\sum _{i}\nu _{i}RT\ln \gamma _{i}\left(1+{\frac {T}{\epsilon }}{\frac {\partial \epsilon }{\partial T}}\right)}$^[1]

См. Также [ править ]

• Видимое молярное свойство
• Энтальпия смешения
• Теплота разбавления
• Теплота плавления
• Энергия гидратации
• Энергия решетки
• Закон разбавления
• Решение
• Термодинамическая активность
• Равновесие растворимости

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• фазовая диаграмма