12.4
Substancje rozpuszczone jonowe są utrzymywane razem przez oddziaływania przyciągające zwane siłami kulombowskimi.
Kiedy substancje rozpuszczone jonowe rozpuszczają się w wodzie, wiązania wodorowe między cząsteczkami wody pękają i zakłócają siły kulombowskie między jonami.
Rozbicie jonowej sieci krystalicznej na jony składowe w ten sposób wymaga dużego wkładu energii, a zatem entalpia substancji rozpuszczonej jest procesem endotermicznym.
Energia uwalniana, gdy jeden mol jonowego ciała stałego powstaje z jonów gazowych, nazywana jest energią sieci i jest zawsze egzotermiczna. Zatem entalpia do rozbicia jednego mola substancji rozpuszczonej na jej składniki jest równa i przeciwna do energii sieci.
Jednakże, gdy sieć jonowa zostaje przerwana w roztworze wodnym, każdy jon jest otoczony i stabilizowany poprzez oddziaływania jonowo-dipolowe z przeciwnie naładowanym końcem dipola wodnego.
Zjawisko to nazywa się nawodnieniem. Zmiana entalpii związana z rozpuszczeniem jednego mola jonów w wodzie jest znana jako ciepło hydratacji. Jest to połączenie entalpii rozpuszczalnika i entalpii mieszania.
Ponieważ oddziaływania jonowo-dipolowe między uwodnionym jonem a cząsteczkami wody są znacznie silniejsze niż wiązania wodorowe w samej wodzie, hydratacja jest zawsze procesem egzotermicznym
.Ogólna entalpia roztworu jest sumą entalpii endotermicznej substancji rozpuszczonej i egzotermicznego ciepła hydratacji, a zatem zależy od względnych wielkości tych dwóch składników.
Jeśli entalpia substancji rozpuszczonej jest mniejsza niż ciepło hydratacji, entalpia roztworu będzie ujemna, a rozpuszczenie będzie egzotermiczne - jak widać w roztworze wodorotlenku sodu.
Jeśli entalpia substancji rozpuszczonej jest większa niż ciepło hydratacji, entalpia roztworu będzie dodatnia, a rozpuszczenie będzie endotermiczne - jak w roztworze chlorku amonu.
Jeśli entalpia substancji rozpuszczonej jest znacznie większa niż ciepło hydratacji, substancja rozpuszczona pozostanie nierozpuszczalna w wodzie - jak widać w przypadku siarczanu wapnia.
Jeśli te dwa składniki są bliskie równe, entalpia roztworu będzie bliska zeru, tak jak w przypadku chlorku sodu. Takie substancje rozpuszczone nie zmieniają temperatury roztworu.
Woda i inne cząsteczki polarne są przyciągane przez jony. Przyciąganie elektrostatyczne między jonem a cząsteczką zawierającą dipol nazywa się przycią…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.