12.3: 溶解焓
有两个标准支持但不保证自发溶液的生成:
- 系统内部能量的下降 (放热变化,如上一章有关热化学的讨论)
- 物质在系统中的分布增加 (这表示系统熵增加,您将在后面的热力学一章中了解到这一点)
在溶解的过程中,内部能量的变化通常 (但并非总是) 是在热量被吸收或演变时发生的。 当溶液由溶质分子在溶剂中的均匀分布形成时,物质扩散总是会增加。
自发溶液生成受放热溶解流程的青睐,但不能保证。 虽然许多可溶化合物确实会随着热量释放而溶解,但有些则会在其他情况下溶解。 硝酸铵 (NH4NO3) 就是这样的一个例子,用于制造用于治疗损伤的即时冰袋。 一个薄壁塑料水袋用固体 NH4NO3 密封在较大的水袋内。 当较小的袋子是破损时,会形成 NM4NO3 的溶液,吸收周围的热量 (袋子被应用到的受伤区域) ,并提供冷敷以减少肿胀。 与溶质被溶剂化恢复时相比,此类吸热溶解需要更大的能量输入来分离溶质物种,但它们是自发的,因为随着溶液的形成,无序增加。
本文改编自 Openstax, 化学 2e, 第 11.1 节:溶解过程。
建议阅读
- Sugihara, Gohsuke, and Mihoko Hisatomi. "Enthalpy–entropy compensation phenomenon observed for different surfactants in aqueous solution." Journal of colloid and interface science 219, no. 1 (1999): 31-36.
- Wilhelm, Emmerich, David Raal, Jan Thoen, Jean-Pierre Grolier, Dmitry Zaitsau, Claudio Cerdeiriña, Takayoshi Kimura et al. Enthalpy and Internal Energy: Liquids, Solutions and Vapours. Royal Society of Chemistry, (2017).
- Shen, Xinghai, Hongcheng Gao, and Xiangyang Wang. "What makes the solubilization of water in reversed micelles exothermic or endothermic? A titration calorimetry investigation." Physical Chemistry Chemical Physics 1, no. 3 (1999): 463-469.