Γιατί ορισμένες διαλύσεις διαλύονται σε θερμότητα απελευθέρωσης νερού και άλλα όχι;
1. Φύση των αλληλεπιδράσεων διαλυτής διαλυτής ουσίας:
* Ιωνικές διαλυμένες ουσίες: Όταν οι ιοντικές ενώσεις διαλύονται στο νερό, οι ισχυρές ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ιόντων και των πολικών μορίων νερού είναι ευνοϊκές. Αυτό το απελευθερώνει ενέργεια (εξώθερμη). Για παράδειγμα, η διάλυση του τραπεζιού άλατος (NaCl) σε νερό απελευθερώνει θερμότητα.
* Πολικές διαλυμένες ουσίες: Οι πολικές διαλυμένες ουσίες όπως η ζάχαρη αλληλεπιδρούν ευνοϊκά με το νερό μέσω της σύνδεσης υδρογόνου. Αυτή η διαδικασία γενικά απελευθερώνει ενέργεια (εξώθερμη).
* Μη πολικές διαλυμένες ουσίες: Οι μη πολικές διαλυμένες ουσίες όπως το πετρέλαιο δεν αλληλεπιδρούν ευνοϊκά με το νερό. Αντ 'αυτού, διαταράσσουν το δίκτυο σύνδεσης υδρογόνου των μορίων νερού, οδηγώντας σε μείωση της εντροπίας. Αυτή η διαδικασία απαιτεί εισροή ενέργειας (endothermic).
2. Ενέργεια πλέγματος της ουσίας:
* Ιωνικές διαλυμένες ουσίες: Η ενέργεια του πλέγματος είναι η ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει το κρυσταλλικό πλέγμα της ιοντικής ένωσης. Όσο υψηλότερη είναι η ενέργεια του πλέγματος, τόσο περισσότερη ενέργεια είναι απαραίτητη για να σπάσει τους ιοντικούς δεσμούς. Εάν η ενέργεια του πλέγματος είναι υψηλή, θα είναι πιο δύσκολο να διαλυθεί η ένωση και η διαδικασία θα είναι ενδοθερμική .
* ομοιοπολικές διαλυτές: Οι ομοιοπολικές ενώσεις δεν έχουν ενέργεια πλέγματος. Ωστόσο, μπορεί να έχουν ισχυρές διαμοριακές δυνάμεις όπως οι δεσμοί υδρογόνου, οι οποίες απαιτούν να σπάσουν ενέργεια.
3. Ενυδάτωση ενέργειας:
* Ενυδάτωση ενέργειας είναι η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν τα ιόντα ή τα μόρια περιβάλλονται από μόρια νερού. Όσο ισχυρότερη είναι η ενέργεια ενυδάτωσης, τόσο πιο πιθανή θα είναι η διαδικασία Exothermic .
4. Αλλαγή εντροπίας:
* Η διαδικασία διάλυσης μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή στην εντροπία. Εάν η εντροπία αυξάνεται (περισσότερη διαταραχή), η διαδικασία θα είναι πιο ευνοϊκή και πιθανή εξωθερμική .
Συνολικά, η ισορροπία μεταξύ αυτών των παραγόντων καθορίζει εάν η διαδικασία διάλυσης είναι ενδοθερμική ή εξωθερμική.
Παραδείγματα:
* endothermic: Η διάλυση του νιτρικού αμμωνίου (NH4NO3) στο νερό είναι ενδοθερμική. Η ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει οι ιοντικοί δεσμοί στο νιτρικό αμμώνιο είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια που απελευθερώνεται από την ενυδάτωση των ιόντων.
* Exothermic: Η διάλυση του υδροξειδίου του νατρίου (ΝΑΟΗ) στο νερό είναι εξωθερμική. Η ενέργεια που απελευθερώνεται από την ισχυρή ενυδάτωση των ιόντων νατρίου και υδροξειδίου υπερβαίνει την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει τους ιοντικούς δεσμούς στο στερεό.
Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι πρόκειται για γενικές τάσεις και υπάρχουν εξαιρέσεις. Η συγκεκριμένη αλλαγή ενθαλπίας για κάθε διαδικασία διάλυσης πρέπει να καθοριστεί πειραματικά.
