ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
58
б) происходит диссоциация электролита под действием молекул раство-
рителя
. Например, рассмотрим систему «вода – соль»
1
. Являясь диполями, молеку-
лы воды ориентируются вокруг ионов соли, расположенных на поверхности кристал-
ла, своими противоположно заряженными концами. В результате этого взаимодейст-
вия
ослабевает связь ионов с решеткой соли, и они переходят в раствор вследст-
вие теплового движения. Доказательством такого механизма служит то, что в отсут-
ствии растворителя разрушение решетки соли требует больших энергетических за-
трат;
в)
продуктами процесса растворения электролита являются сольваты (час-
тицы, окруженные молекулами растворителя, ориентированными определенным об-
разом), в случае водных растворов –
гидраты. Доказательством образования, в ча-
стности, гидратов служит выделение тепла при растворении в
воде многих безвод-
ных
солей, изменение оптических свойств (например, цвета) электролитов при пе-
реходе в раствор и др.
7.4. ТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРЕНИЯ
Движущая сила реакции. С точки зрения термодинамики, процесс раство-
рения (при данных значениях температуры и давления) характеризуется величиной
изменения энергии Гиббса (как и химическая реакция):
S
T
HG ∆−∆=∆
.
Очевидно, в случае
идеальных растворов (в которых отсутствует межчастич-
ное взаимодействие) энтальпия их образования равна нулю (
0H =
∆
), а движущей
силой процесса растворения является рост энтропии системы (
0S >
∆
).
Рассмотрим примеры
реальных систем, причем с разными сочетаниями фаз.
Пример 1. Система «газ – конденсированная фаза»
Газ хорошо растворяется в жидкости или в твердом веществе, лишь если
имеет место химическое взаимодействие (
0H
<
∆
), поскольку энтропия системы при
переходе газа в конденсированную фазу (за счет значительного уменьшения его
объема) падает (
0S <∆ ).
Пример 2. Система «жидкость – жидкость»
При сливании
двух жидкостей энтропия растет за счет смешения разнород-
ных частиц и распределения их в большем объеме, а изменение энтальпии опреде-
ляется соотношением прочности связей в исходных жидкостях и в растворе. Причем,
если
0H <∆ , то растворимость высока. И наоборот.
Пример 3. Система «твердая фаза – жидкость»
При растворении
твердых веществ в жидкости, в частности, соли в воде,
величина H
∆ определяется соотношением энергии, необходимой для разрушения
кристаллической решетки (0H
.реш
>∆ ), и энергии гидратации ионов (0H
.гидр
<
∆ ).
Если |H||H|
.гидр.реш
∆>∆ , то процесс растворения эндотермический, и наоборот.
Энтропия системы в этом случае, как правило, возрастает (
0S >∆ ) не только
за счет смешения частиц и значительного увеличения объема растворяемого твердо-
го вещества, но и вследствие того, что
упорядоченные колебания частиц (в нашем
1
Аналогично происходит в воде распад на ионы (хотя бы частично) молекул электролита, имеющего
молекулярную структуру. Рассмотрите этот вариант самостоятельно на примере растворения газа HCl
в воде.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- …
- следующая ›
- последняя »
