Entalpia della soluzione

La dissoluzione di un soluto in una soluzione è un processo esotermico o endotermico. Quando l'idrossido di sodio si dissolve in acqua, il calore viene trasferito dalla soluzione all'acqua circostante, provocando un aumento della temperatura dell'acqua. Questo è un processo esotermico.

Nei processi endotermici, come la dissoluzione del cloruro di ammonio in acqua, il calore viene assorbito dalla soluzione provocando un abbassamento della temperatura dell'acqua. A pressione costante, il calore rilasciato o assorbito è detto variazione di entalpia. La formazione della soluzione ha tre fasi, ciascuna associata ad una corrispondente variazione di entalpia.

Il primo passo è la separazione delle particelle di soluto. Ciò richiede un input di energia per superare le forze attrattive fra le particelle di soluto. Il secondo passo è la separazione delle particelle di solvente.

Anche questo è e un passaggio endotermico poiché è necessaria l'energia per interrompere le forze di attrazione fra le particelle di solvente. La fase tre si verifica quando le particelle di soluto e solvente si mescolano. Questo passaggio è esotermico perché le interazioni attraenti fra particelle di soluto e particelle di solvente rilasciano energia.

Per un processo graduale, la legge di Hess afferma che la variazione di entalpia netta è la somma delle variazioni di entalpia in ogni fase. Il segno dell'entalpia netta dipende dalle grandezze delle entalpie dei componenti. Se la somma delle entalpie dei componenti è inferiore all'entalpia di miscelazione, la variazione di entalpia netta è negativa, e il processo di dissoluzione è esotermico.

Se la somma delle entalpie dei componenti è maggiore dell'entalpia di miscelazione, la variazione di entalpia è positiva e il processo di dissoluzione è endotermico. Se i due sono uguali, il calore non è né rilasciato, né assorbito. La formazione della soluzione è diversa da una reazione chimica.

Quando un soluto viene disciolto in un solvente, il cambiamento è fisico. Dopo l'evaporazione della soluzione, il soluto può essere recuperato. Al contrario, una reazione chimica altera le proprietà dei reagenti.

Quando l'idrossido di rame viene sciolto in acido cloridrico, l'evaporazione della soluzione non restituirà l'idrossido di rame. Otterremo invece come prodotto, il cloruro di rame.