Για να διαλύσετε ένα ιοντικό στερεό στο νερό, πρέπει πρώτα να διαταράξετε τους δεσμούς που κρατούν το πλέγμα μαζί αυτή είναι η ενδοθερμική διαδικασία, ωστόσο πολλά στερεά έχουν εξωθερμική θερμότητα του διαλυτού;

Έχετε απολύτως δίκιο να επισημάνετε ότι η διάλυση ενός ιοντικού στερεού στο νερό είναι μια πολύπλοκη διαδικασία τόσο με ενδοθερμικά όσο και εξώθερμη συστατικά. Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Σπάζοντας το πλέγμα:

* endothermic: Έχετε δίκιο ότι η διάσπαση των ιοντικών δεσμών μέσα στο κρυσταλλικό πλέγμα απαιτεί εισροή ενέργειας. Αυτή είναι μια ενδοθερμική διαδικασία, που σημαίνει ότι απορροφά τη θερμότητα από το περιβάλλον. Όσο ισχυρότεροι είναι οι ιοντικοί δεσμοί, τόσο περισσότερη ενέργεια απαιτείται για να τους σπάσει, και όσο πιο ενδοθερμική γίνεται αυτό το βήμα.

2. Διάλυση:

* Exothermic: Μόλις διαχωριστούν τα ιόντα, αλληλεπιδρούν με μόρια νερού. Τα μόρια του νερού έχουν μερικό θετικό φορτίο στην πλευρά του υδρογόνου και ένα μερικό αρνητικό φορτίο στην πλευρά του οξυγόνου. Αυτές οι χρεώσεις αλληλεπιδρούν με τα ιόντα, σχηματίζοντας αυτά που ονομάζονται κελύφη ενυδάτωσης γύρω από τα ιόντα. Αυτή η αλληλεπίδραση απελευθερώνει ενέργεια, καθιστώντας την εξώθερμη διαδικασία.

3. Συνολική αλλαγή ενθαλπίας:

Η συνολική αλλαγή ενθαλπίας της διάλυσης (ΔHSOLN) είναι το άθροισμα αυτών των δύο διαδικασιών:

* ΔHSOLN =Δhlattice + Δhhydration

* Exothermic vs. Endothermic: Το αν η συνολική διαδικασία διάλυσης είναι εξωθερμική ή ενδοθερμική εξαρτάται από τη διαδικασία που είναι πιο κυρίαρχη:

* Εξαθερμική διάλυση: Εάν η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της ενυδάτωσης (Δhhydration) είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει το πλέγμα (Δhlattice), τότε η συνολική διαδικασία διάλυσης είναι εξωθερμική (απελευθερώνει θερμότητα). Αυτό είναι πιο συνηθισμένο για μικρότερα, υψηλό φορτισμένα ιόντα.

* ενδοθερμική διάλυση: Εάν η ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει το πλέγμα είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της ενυδάτωσης, τότε η συνολική διαδικασία διάλυσης είναι ενδοθερμική (απορροφά θερμότητα). Αυτό είναι πιο συνηθισμένο για μεγαλύτερα, λιγότερο φορτισμένα ιόντα.

Παράδειγμα:

* Το χλωριούχο νάτριο (NaCl) διαλύεται σε νερό με αρνητική ενθαλπία διαλύματος (ΔHSoln =-3,9 kJ/mol). Αυτό σημαίνει ότι η διαδικασία διάλυσης είναι εξωθερμική. Η ισχυρή ενυδάτωση των Na+ και Cl-ions υπερβαίνει την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει το πλέγμα NaCl.

Βασικό σημείο:

Η εξωθερμική θερμότητα του διαλύματος για πολλά στερεά οφείλεται στην ισχυρή ενυδάτωση των ιόντων, η οποία αντισταθμίζει την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει το ιοντικό πλέγμα.