Soluções Aquosas e Calor de Hidratação

Os solutos iónicos são mantidos juntos por interações atrativas chamadas forças de Coulombic. Quando os solutos iónicos são dissolvido na água, as ligações de hidrogênio entre as moléculas de água quebram e perturbam as forças Coulombic entre os íons. Quebrar uma malha de cristal iônica, no seu constituinte de íons desta forma requer uma grande energia de entrada e, portanto, a entalpia do soluto é um processo endotérmico.

A energia libertada quando um mol de sólido iónico é formado a partir de íons gasosos constituintes é chamada a energia da malha e é sempre exotérmica. Assim, a entalpia ao quebrar um mol do soluto nos seus componentes é igual e oposta à energia da malha. No entanto, quando uma malha iónica é quebrada numa solução aquosa, cada íon é cercado e estabilizado através de interações íon-dipolo com a carga contrária no fim do dipolo da água.

Este fenómeno é chamado hidratação. A mudança de entalpia associada com a dissolução de um mol de íons na água é conhecido como o calor da hidratação. É uma combinação da entalpia do solvente e a entalpia da mistura.

Logo, as interações íon-dipolo entre um íon hidratado e as moléculas de água são muito mais fortes do que as ligações de hidrogênio apenas na água, a hidratação é sempre um processo exotérmico. A entalpia geral da solução é uma soma da entalpia endotérmica do soluto e a exotérmica do calor de hidratação e, portanto, depende das magnitudes relativas destes dois termos. Se a entalpia do soluto é menor do que o calor de hidratação, a entalpia de solução será negativa, e a dissolução será exotérmica como se vê numa solução de hidróxido de sódio.

Se a entalpia do soluto é maior do que o calor de hidratação, a entalpia deasolução será positiva e a dissolução será endotérmica como numa solução de amónio clorídrico. Se a entalpia do soluto é muito maior do que o calor de hidratação, o soluto permanece insolúvel na água. como visto no caso de sulfato de cálcio.

Se os dois termos estiverem próximos de serem iguais, a entalpia da solução será quase zero, uma vez que é para cloreto de sódio. Tais solutos não alteram a temperatura da solução.