Химия
Знак теплового эффекта при растворении вещества зависит от соотношения между тепловыми эффектами физического и химического процессов: на разрыв связей между частицами растворяемого вещества и для их диффузии энергия затрачивается, т.е. физический процесс растворения является эндотермическим (Q физ.пр < 0); при взаимодействии частиц растворенного вещества с растворителем (химический процесс) теплота выделяется, т.е. химический процесс — экзотермический (Q хим.пр > 0). Суммарный тепловой эффект растворения — алгебраическая сумма теплот (энергий) физического и химического процессов:
Q раств = Q физ.пр + Q хим.пр. (10.1)
Основной вклад в значение Q физ.пр вносит энергия, затрачиваемая на разрыв связей в растворяемом веществе.
Следовательно, в зависимости от соотношения между отдельными тепловыми эффектами суммарный тепловой эффект может быть как положительным (Q хим.пр > Q физ.пр), так и отрицательным (Q физ.пр > Q хим.пр.).
При растворении газов и жидкостей в воде теплота обычно выделяется (практически отсутствуют затраты энергии на разрыв межмолекулярных связей), а при растворении твердых веществ теплота может как выделяться, так и поглощаться.
Затраты энергии при растворении больше для веществ, имеющих атомную или ионную кристаллическую решетку, меньше — в случае твердых веществ молекулярного строения.
С выделением тепла в воде растворяются серная кислота и щелочи; охлаждение раствора (поглощение энергии) наблюдается, когда в воде растворяется нитрат аммония.
В случае кристаллических веществ Q физ.пр равна взятой с отрицательным знаком энергии кристаллической решетки вещества (E кр.реш > 0):
Q физ.пр = −E кр.реш. (10.2)
При растворении кристаллогидратов (кг) теплота, как правило, поглощается, так как нет эффекта гидратации, а происходит только процесс разрыва связей, поэтому:
Q раст.кг = −E кр.реш. (10.3)
Поскольку Q хим.пр = Q гидратации, выражение (10.1) с учетом соотношений (10.2) и (10.3) для кристаллических веществ можно записать так:
Q раств = Q раст.кг + Q гидратации. (10.4)
