Entalpía de Solución

La disolución de un soluto en una solución es un proceso exotérmico o endotérmico. Cuando el hidróxido de sodio se disuelve en agua, el calor se transfiere de la solución al agua circundante, lo que hace que la temperatura del agua aumente. Este es un proceso exotérmico.

En los procesos endotérmicos, como la disolución del cloruro de amonio en agua, la solución absorbe el calor y hace que la temperatura del agua disminuya. A presión constante, el calor liberado o absorbido se denomina cambio de entalpía. La formación de la solución tiene tres pasos, cada uno asociado con un cambio de entalpía correspondiente.

El primer paso es la separación de las partículas de soluto. Esto requiere una entrada de energía para superar las fuerzas de atracción entre las partículas de soluto. El segundo paso es la separación de las partículas de disolvente.

Este también es un paso endotérmico ya que se requiere energía para interrumpir las fuerzas de atracción entre las partículas de disolvente. El tercer paso ocurre cuando las partículas de soluto y solvente se mezclan. Este paso es exotérmico porque las interacciones de atracción entre las partículas de soluto y las partículas de disolvente liberan energía.

Para un proceso escalonado, la ley de Hess establece que el cambio de entalpía neta es la suma de los cambios de entalpía en cada paso. El signo de la entalpía neta depende de las magnitudes de las entalpías de los componentes. Si la suma de las entalpías de los componentes es menor que la entalpía de la mezcla, el cambio de entalpía neta es negativo y el proceso de disolución es exotérmico.

Si la suma de las entalpías de los componentes es mayor que la entalpía de mezcla, el cambio de entalpía es positivo y el proceso de disolución es endotérmico. Si los dos son iguales, el calor no se libera ni se absorbe. La formación de una solución es diferente a una reacción química.

Cuando un soluto se disuelve en un solvente, el cambio es físico. Al evaporar la solución, se puede recuperar el soluto. Por el contrario, una reacción química altera las propiedades de los reactivos.

Cuando el hidróxido de cobre se disuelve en ácido clorhídrico, la evaporación de la solución no devolverá el hidróxido de cobre. En cambio, obtendremos el producto, cloruro de cobre.