ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизмы процессов растворения в жидких растворах из "Общая химия" Растворимость алюминия в сильнощелочных растворах используется для изготовления бытовых средств очистки домашних канализационных устройств. Например, смесь алюминиевых стружек и карбоната натрия или гидроксида натрия является прекрасным средством очистки канализационных устройств, так как, насыпав сухую смесь в отверстие канализационной трубы и налив туда воды, мы вызываем протекание бурной реакции между ними с выделением водорода. Избыток щелочи растворяет жирную грязь в трубе, а бурно выделяющийся водород осуществляет механическую очистку труб от грязи. Следует, однако, знать, что применение подобных сухих средств очистки требует соблюдения особых мер предосторожнос1и поскольку при их использовании выделяется водород, они оказываются очень огнеопасными. [c.207] Особенностью воды, объясняющей ее способность сольватировать ионные вещества, является большая величина диэлектрической проницаемости, которая служит мерой способности вещества ориентировать свои молеку.лы в электрическом поле и зависит от дипольного момента отдельных молекул (см. гл. 8). В молекуле воды (схематически изображенной на рис. 12.1,а) на атомах водорода имеются эффективные положительные заряды (хотя атомы вовсе не ионизованы в обычном смысле слова), а на атоме кислорода — эффективный отрицательный заряд. Поэтому молекула воды обнаруживает способность ориентироваться в электрическом ноле таким образом, как это показано на рис. 12.1,6 (где она изображена в пространстве между пластинами заряженного конденсатора). Для простоты полярную молекулу, подобную воде, можно представить в виде частицы с положительно и отрицательно заряженными концами (рис. 12.1, ). [c.208] Энергия решетки и энергия сольватации в свою очередь определяются множеством сходных для них факторов. Так, способность иона к образованию сильной связи с ионами противоположного знака в кристаллической решетке обусловливает также его сильное притяжение к концам диполей растворителя, несущим заряды противоположного знака. Вследствие указанного сходства факторов, определяющих энергию кристаллической решетки и энергию сольватации вещества, теплота растворения кристалла обычно оказывается небольшой разностью между двумя большими величинами, и по этой причине ее довольно трудно предсказать. [c.208] Следовательно, при растворении Na l в воде должно быть затрачено больщое количество энергии, необходимое для разъединения катионов и анионов кристалла, однако в результате гидратации этих ионов выделяется почти такое же количество энергии. Результирующее изменение энергии при растворении кристалла оказывается сравнительно небольщим. [c.209] Представьте себе затем пластмассовый мещочек с двумя отделениями, в одном из которых находится вода, а в другом— соль, поглощающая при растворении очень большое количество тепла. Если разорвать перегородку между отделениями, соль растворится в воде и мешочек превратится в средство первой помощи, способное замепигь пузырь со льдом. Один из наиболее обещающих способов накопления солнечной энергии в дневное время и ее потребления в ночное время, основан на использовании теплоты растворения и противоположной ей по знаку энергии — теплоты осаждения. [c.209] Растворение многих неионных веществ, например сахара, мочевины, спирта или глицерина, в воде также объясняется сольватацией. Растворяемые вещества подобного типа состоят из полярных молекул и поэтому вступают в диполь-дипольное взаимодействие с растворителем. [c.209] Третий механизм растворения (который играет в образовании некоторых растворов первостепенное значение) обусловлен дисперсионным эффектом. Молекулы газов, а также некоторых жидких и даже твердых веществ связаны друг с другом настолько слабыми силами межмолекулярного взаимодействия, что они способны перемешиваться с молекулами подобных себе веществ, очень мало изменяя при этом свою энергию. Например, парафин растворяется в бензоле вовсе не потому, что между молекулами этих двух веществ возникает сколько-нибудь значительное притяжение, а потому что силы межмолекулярного взаимодействия в парафине очень слабы и молекулы бензола, со своей стороны, не препятствуют молекулам парафин , распределяться между ними, так как силы межмолекулярного взаимодействия в бензоле тоже очень невелики. Вместе с тем парафин практически нерастворим в воде, потому что между молекулами воды действуют очень большие силы взаимодействия и беспорядочно движущиеся молекулы парафина не в состоянии преодолеть эти силы и раздвинуть молекулы воды, чтобы распределиться среди них. [c.209] СЯ К промежуточному типу. Различие между этими механизмами образования растворов нередко устанавливается по измерениям энергетических эффектов, определяющих растворение. [c.210] Вернуться к основной статье