Entalpia roztworu

Rozpuszczanie substancji rozpuszczonej w roztworze jest procesem egzotermicznym lub endotermicznym

.

Kiedy wodorotlenek sodu rozpuszcza się w wodzie, ciepło jest przenoszone z roztworu do otaczającej wody, powodując wzrost temperatury wody. Jest to proces egzotermiczny.

W procesach endotermicznych, takich jak rozpuszczanie chlorku amonu w wodzie, ciepło jest pochłaniane przez roztwór, powodując spadek temperatury wody.

Przy stałym ciśnieniu ciepło uwalniane lub pochłaniane nazywa się zmianą entalpii.

Tworzenie roztworu składa się z trzech etapów, z których każdy wiąże się z odpowiednią zmianą entalpii.

Pierwszym krokiem jest oddzielenie cząstek substancji rozpuszczonej. Wymaga to wkładu energii w celu pokonania sił przyciągania między cząstkami substancji rozpuszczonej.

Drugi krok to oddzielenie cząsteczek rozpuszczalnika. Jest to również etap endotermiczny, ponieważ energia jest potrzebna do zakłócenia sił przyciągania między cząstkami rozpuszczalnika.

Krok trzeci występuje, gdy cząstki substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika mieszają się. Ten etap jest egzotermiczny, ponieważ przyciągające interakcje między cząstkami substancji rozpuszczonej a cząstkami rozpuszczalnika uwalniają energię.

W przypadku procesu krokowego prawo Hessa mówi, że zmiana entalpii netto jest sumą zmian entalpii w każdym kroku. Znak entalpii netto zależy od wielkości entalpii składników.

Jeśli suma entalpii składnika jest mniejsza niż entalpia mieszania, zmiana entalpii netto jest ujemna, a proces rozpuszczania jest egzotermiczny.

Jeśli suma entalpii składowej jest większa niż entalpia mieszania, zmiana entalpii jest dodatnia, a proces rozpuszczania jest endotermiczny.

Jeśli oba są równe, ciepło nie jest ani uwalniane, ani absorbowane.

Tworzenie roztworu różni się od reakcji chemicznej. Kiedy substancja rozpuszczona jest rozpuszczona w rozpuszczalniku, zmiana jest fizyczna. Po odparowaniu roztworu można odzyskać substancję rozpuszczoną.

Wręcz przeciwnie, reakcja chemiczna zmienia właściwości reagentów. Gdy wodorotlenek miedzi rozpuszcza się w kwasie solnym, odparowanie roztworu nie spowoduje powrotu wodorotlenku miedzi.

Zamiast tego otrzymamy produkt, chlorek miedzi.