Энергетические эффекты при образовании растворов

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ РАСТВОРОВ [c.116]

Двойственная природа жидких растворов. Кроме энергетического эффекта растворение сопровождается также изменением объема. Например, при растворении спирта в воде объем раствора уменьшается примерно на 3,5% по сравнению с общим объемом взятых веществ за счет образования сольватов. [c.130]

Природа объемного эффекта образования раствора (или смешения) определяется многочисленными пространственными и энергетическими факторами [32]. Однако наличие аналогий в характере изменения величин V , и /(с, 2) при понижении темпера- [c.138]

Получение гашеной извести и известковой воды. 1. Полученный в предыдущем опыте оксид кальция перенесите в стакан или чашку и смачивайте его каплями воды до тех пор, пока не прекратится поглощение. Наблюдайте за рас-пушиванием оксида кальция и преобразованием его в пушистый порошок гидроксида кальция. Отметьте энергетический эффект процесса. Полученный гидроксид кальция размешайте с водой до образования однородной массы (гашеной извести). Часть гашеной извести перенесите в стакан и разбавьте водой (1 50), тщательно размешайте стеклянной палочкой до образования однородной суспензии (известковое молоко), после отстаивания которого получается прозрачный раствор Са(ОН)г (известковая вода). Испытайте известковую воду растворами лакмуса и фенолфталеина. [c.250]

Для наших дальнейших энергетических оценок при интерпретации калориметрических данных об энтальпийных эффектах образования растворов мы используем значения 15,5 кДж-моль для энергии одной Н-связи вода — вода и 17,6 кДж моль- — для Н-связи спирт — вода. Эти значения представляются хорошо скоррелированными, так как получены в. одном исследовании в результате обработки большой серии ИК-спектров. [c.113]

Образование твердых растворов из компонентов сопровождается (как и в случае жидких растворов) энергетическим эффектом, изменением общего объема, а также изменением ряда свойств исходных компонентов. [c.135]

Условия несколько упрощаются, если рассматривать изменения энтальпии при образовании бесконечно разбавленных водных растворов. В этом случае энергия АНг, требуемая для разложения кристалла, — это энергия кристаллической решетки, тогда как энергия гидратации АН соответствует только взаимодействию катионов и анионов с растворителем. Конечно, это взаимодействие все еще остается сложным процессом, так как он, кроме образования связи молекул воды с ионами, включает также еще и энергетические эффекты, обусловленные изменениями, вызванными ионами в структуре воды это, однако, можно включить в понятие гидратации. Таким образом, интегральная мольная теплота растворения при образовании бесконечно разбавленного раствора равна [c.565]

Если привести в соприкосновение два или несколько веществ, то можно получить либо новые соединения, либо неоднородную смесь (которую можно вновь разделить на составные части с помощью механических или простых физических методов), либо, наконец, однородную систему. В первом случае протекает химическая реакция, во втором — механический процесс (в результате которого получается смесь, причем ее неоднородность будет определяться лишь усилиями, приложенными при перемешивании). Третий же случай — процесс образования раствора — является промежуточным между химическим и механическим процессами. Состав растворов в некотором интервале концентраций, температур и давлений может меняться непрерывно. Отсутствием у них постоянства состава и неприменимостью к ним закона кратных отношений и закона эквивалентов растворы приближаются к механическим смесям. С химическими соединениями их роднит однородность (часть тождественна целому) другим общим признаком являются довольно значительные объемные и энергетические эффекты, сопровождающие процесс растворения многих веществ. [c.129]

Адсорбция органического вещества на незаряженной поверхности электрода помимо эффекта выжимания определяется также энергетическими эффектами, связанными с вытеснением адсорбированных молекул растворителя (воды) молекулами органического вещества. При этом происходит разрыв связей металл — вода и образование связей металл — органическая молекула. Если энергии, которые характеризуют эти связи, обозначить соответственно АСм-п и ДСм-л, то при достаточно малых Дст на границе водный раствор/воздух [c.41]

Хорошо известно, что окисление водорода кислородом сопровождается очень большим экзо-энергетическим эффектом, сопровождаемым взрывом и пламенем при быстром течении реакции в газовой среде. При протекании реакции в водном растворе электрохимической ячейки свободная энергия процесса отвечает окислительно-восстановительному потенциалу, определяемому с помощью общеизвестных табличных величин, измеренных на опыте. Если та же энергия образования будет выделена в виде света, наблюдается яркое свечение живых существ — светляков. [c.335]

СЯ К промежуточному типу. Различие между этими механизмами образования растворов нередко устанавливается по измерениям энергетических эффектов, определяющих растворение. [c.210]

С другой стороны, как и в случае химических соединений, образование растворов сопровождается энергетическими эффектами. Это, а также другие легко наблюдаемые явления указывают на то, что при образования растворов имеет место взаимодействие растворенного вещества с растворителем. Во многих случаях, растворив какую-то соль в воде, а затем выпарив раствор, мы получаем кристаллы не исходной соли, а ее соединение с водой — кристаллогидрат (см. ниже). Трудно предположить, что такое соединение с растворителем образовалось только при выпаривании раствора (прн уменьшении концентрации растворителя), а не существовало в растворе (при большей концентрации растворителя). [c.79]

Образование раствора какого-то вещества, находившегося до этого в конденсированном состоянии, можно представить себе состоящим из двух этапов. На первом этапе разрушается структура исходного вещества, т. е. разрушаются связи Между составляющими его ионами, молекулами, или полярные молекулы подвергаются ионизации (см. 7). Этот процесс требует затраты энергии. На втором этапе образуются соединения между частицами растворенного вещества и растворителя. Этот процесс сопровождается выделением энергии. Суммарный энергетический эффект растворения представляет собой алгебраическую сумму этих двух эффектов. [c.82]

Чтобы оценить энергетику этого процесса, представим себе, что моль электролита К "А растворился в воде с образованием в растворе гидратированных ионов К+ (НзО)/г и А--(Н20)д. Этот процесс растворения сопровождается энергетическим эффектом, который называется теплотой растворения АЯ (см. 4) [c.196]

В выражениях для энергии образования окисла металла и растворе- ния этого же металла в кислоте одинаков лишь первый член (Е1 — энергия ионизации) остальные же член выражают энергетический эффект -совершенно различных по своей природе процессов образование кристаллической решетки окисла металла в первом случае и гидратацию ионов — во втором и т. д. [c.448]

В одних условиях силы взаимодействия, вызывающие переход ионов электролита в раствор и поляризацию молекул растворителя, приводят к некоторому изменению структуры растворителя в непосредственной близости от ионов, к образованию ионной атмосферы и т. д., т. е. в конечном счете к созданию ближнего порядка . Несмотря на то, что энергетический эффект действия этих сил может составлять весьма значительную величину, никаких химических реакций при этом не происходит, новые виды частиц не возникают и в растворе существуют только молекулы воды и ионы электролита. [c.9]

Таким образом, в нашем условном примере разделение энергетических эффектов, связанных с образованием раствора, на физические и химические нашло свое четкое количественное выражение. Аналогичным образом должно производиться разделение этих эффектов и в теории реальных растворов. Логарифмический член определяется исходя из химических соображений о комплексооб-разовании в растворе, ассоциации и диссоциации частиц и т. п., а нелинейный член выводится с помощью физической теории, аналогичной теории Дебая — Гюккеля для разбавленных растворов. [c.11]

Подводя итог, можно сказать, что образование раствора может продолжаться до тех пор, пока химические потенциалы компонентов заметно понижаются при переходе в фазу раствора. Теоретическая модель этого процесса объясняет понижение химического потенциала как результат разупорядочения при смешении частиц и энергетических эффектов за счет притяжения между частицами. Если энергия притяжения между одинаковыми частицами больше энергии притяжения между разнородными частицами, снижение химического потенциала велико только для очень разбавленных растворов и вскоре становится настолько незначительным, что дальнейшее растворение энергетически невыгодно по крайней мере в состоянии равновесия. Тогда возможно предсказать, будут ли два вещества обладать высокой или низкой взаимной растворимостью для этого необходимо только оценить степень притяжения между одинаковыми частицами. [c.166]

В гл. II было указано, что А. М. Сухотин [47], разбирая теорию межионного взаимодействия, взаимодействие ионов с ионными парами и вероятность образования более сложных ионных группировок, пришел к достаточно убедительным выводам. Сравнение энергий образования ионных пар, тройников и четверок показало, что превращение ионных пар в тройники всегда было бы связано с затратой работы. Ионные четверки могут стать энергетически выгоднее ионных пар только в растворителях, имеющих крайне низкую диэлектрическую проницаемость (2—3). Для группировок более сложных, чем ионные четверки, даже приближенные расчеты отдельных составляющих энергетического эффекта произвести пока невозможно, учитывая, что и вычисления для тройников и четверок имеют только полуколичественный характер. Безусловным можно считать, однако, что во всех случаях заряженные группировки значительно менее энергетически выгодны, чем электронейтральные. В особенно интересующих нас в этой главе растворах прочно сольватированных электролитов трудно ожидать [c.159]

Взаимодействие металлов и металлоидоа с различными соединениями. Металлы и металлоиды подвергаются окислению прн взаимодействии с различными соединениями, которые могут играть роль окислителей как в сухом виде, так и в виде растворов, в том числе водных. Реакции между металлами или металлоидами с сухими галидами или халькидами осуществляются только при сильном нагревании, хотя и сопровождаются энергетическим эффектом. Условием для протекания таких реакций является меньшее значение энергии диссоциации соединения-окислителя по сравнению с энергией образования продукта окисления восстановителя. Весь процесс взаимодействия, например [c.119]

Образование истинных растворов обычно сопровождается энергетическим эффектом. Вообще, при растворении газов в жидкостях, казалось бы, должно происходить выделение энергии, поскольку при этом газ сжижается и энтальпия его должна уменьшаться. Растворение твердых тел в жидкостях, наоборот, должно сопро-вожда1Ъся поглощонпеы энергии. Смешение же двух жидкостей пе должно сопровождаться энергетическим эффектом. Однако в реальных условиях часто наблюдается выделение энергии при растворении твердых тел в жидкостях, а энергетический эффект прн растворении газов превышает энергетический эффект при их сжижении. При смен1енин многих жидкостей также наблюдаются энергетические эффекты. Все это указывает на то, что при растворении происходят не только агрегатные превращения, но и взаимодействие между растворенным веществом и растворителем. [c.159]

Физической основой переходов типа спираль — клубок является тот факт, что состояние макромолекулы, в котором мономерные единицы участвуют во внутримолекулярных водородных связях, обычно является энергетически более выгодным, тогда как состояние свободной макромолекулы более выгодно энтропийно из-за ее гибкости. Поэтому свободные энергии этих двух состояний различным образом меняются при изменении температуры, состава растворителя (например, если его молекулы способны к образованию водородных связей с макромолекулами) или pH раствора (если ионигация мономерных единиц вносит дополнительный энергетический эффект). Температуре перехода соответствует равенство свободных энергий двух состояний. Кооперативный характер перехода, проявляющийся в узости его интервала, обусловлен. как уже отмечалось выше, сильной зависимостью изменения свободной энергии молекулы при образовании водородной связи в одной из мономерных единиц от наличия или отсутствия водородной связи в соседних с ней мономерных единицах. Эта кооперативность, во всяком случае для молекул полипептидов, носит, по-видимому, чисто энтропийный характер (см. 23). [c.293]

Следовательно, при растворении веществ происходит разрыв связей между ионами, атомами или молекулами, что связано с затратой энергии. Одновременно происходит взаимодействие частиц растворяемого вещества с растворителем, что сопровождается выделением энергии. Общий же энергетический эффект зависит от соотношения выделяемой или поглощенной энергии. Если энергия, затраченная на разрыв связей в исходном веществе, больше, чем выделившаяся при образовании сольвата, то наблюдается понижение температуры раствора, а если наоборот, — то повышение температуры раствора. Тепловая энергия, выделяемая или поглощаемая при растворении веществ, называется теплотой растворения. [c.103]

NaOH, приведенные на рис. 2.9. Выделение тепла, свидетельствующее о сильном энергетическом взаимодействии и образовании новых связей, наблюдается только при добавлении воды в количестве 10 молей на 1 моль NaOH. Дальнейшее увеличение содержания воды до 20 молей не сопровождается каким-либо энергетическим эффектом, и это не дает права говорить об образовании гидратов с большим содержанием воды, чем 10 молей. Кривая изменения электропроводности также свидетельствует о наиболее высокой активности раствора при концентрации NaOH, равной 15—16%. [c.40]

Регулярны называется раствор, у которого AS смешения равна А5 смешения идеального раствора, а АНфО. Образование такого раствора обусловливается сильным энергетическим эффектом. Такого типа раствор образуют жесткие полярные полимеры в полярных растворителях, например поливиниловый спирт (ПВС) в смеси солей. У-нерегулярных растворов АН=/=0 AS смешения AS с.мешения идеального раствора. При этом эффект гибкости отсутствует. [c.151]

С позиций сольватной теории лучше всего объясняются начальные стадии растворения, главная из которых — адсорбция молекул растворителя на поверхности вещества. Адсорбированные молекулы вступают во взаимодействие с поверхностью кристалла, образуя непрочные соединения — сольваты, диффундирующие в раствор. Чтобы это стало возможно, необходимо преодолеть силу взаимного притяжения молекул растворителя, т. е. разорвать связи между ними. На это надо затратить энергию Е, равную теплоте испарения растворителя затратить энергию " на разобщение молекул вещества в его кристаллической решетке. Эти энергетические затраты Е и Е" могут быть компенсированы энергией, выделяющейся при сольватации. Запас энергии свободных молекул вещества и растворителя больше, чем в сольвате, поэтому его образование из свободных молекул вещества и растворителя сопровождается выделением энергии о. Таким образом, растворение вещества должно сопровождаться энергетическим эффектом, равным разности между энергией Е взаимодействия свободных молекул вещества и растворителя и суммой энергий кристаллической решетки вещества Е" и теплотой испарения растворителя Е -. [c.112]

В работах, посвященных процессу электшосаждения сплава никель—железо, отмечается, что при 1фисталлизации сплава облегчается процесс разряда ионов железа, осаждение никеля затру> не-но [1, 2]. Энергетические эффекты, связанные с образованием сплава типа твердых растворов, могут оказывать заметное влияние на скорость разряда компонентов сплава, а следовательно, и на его свойства. В настоящей работе приведены результаты исследования зависимости скорости разряда никеля и железа от потенциала при непрерывном изменении состава твердого раствора, вызванном поляризацией электрода. [c.63]

Энергетический эффект растворения. При растворении разрушается связь между молекулами (атомами, ионами) в растворяемом веществе и растворителе, что связано с затратой энергии. Одновременно протекает процесс комплексо-образования (сольватации), т. е. возникают связи между частицами растворенного вещества и растворителя, сопровождающийся выделением энергии. Общий же энергетический эффект растворения в зависимости от соотношения количества выделяемой и поглощаемой энергии может быть как положительным, так и отрицательным. При растворении газов и жидкостей тепловой эффект обычно бывает положительным. В частности, с выделением тепла проходит смешение воды и спирта. При растворении в воде твердых тел тепловой эффект может быть и положительным — растворение Са(0Н)2, КОН — и отрицательным — растворение ЫН4Ы0д. Поэтому повышение температуры по-разному сказывается на их растворимости. Если растворение вещества сопровождается выделением тепла, то с повышением температуры его растворимость падает [Са(0Н)2, КОН]. Если же вещества растворяются с поглощением тепла, то повышение температуры вызывает увеличение растворимости (ЫН4Ы0д). Растворимость газов с повышением температуры обычно уменьшается, а с увеличением давления повышается. [c.151]