Процесс растворения. Тепловые явления при растворении

Процесс растворения. Тепловые явления при растворении [c.101]

ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ РАСТВОРЕНИЯ [c.120]

Растворение веществ и разбавление растворов, так же как и химические процессы, сопровождаются тепловыми явлениями [c.54]

Как правило, при растворении поглощается или выделяется тепло и происходит изменение объема раствора. Объясняется это тем, что при растворении вещества происходит два процесса разрущение структуры растворяемого вещества и взаимодействие частиц растворителя с частицами растворенного вещества. Оба эти процесса сопровождаются различными изменениями энергии. Для разрушения структуры растворяемого вещества требуется затрата энергии, тогда как при взаимодействии частиц растворителя с частицами растворенного вещества происходит выделение энергии. В зависимости от соотнощения этих тепловых эффектов процесс растворения вещества может быть эндотермическим или экзотермическим. Тепловые эффекты при растворении различных веществ различны. Так, гри растворении серной кислоты в воде выделяется значительное количество теплоты, аналогичное явление наблюдается при растворении в воде безводной сернокислой меди (экзотермические реакции). При растворении в воде азотнокислого калия или азотнокислого аммония температура раствора резко понижается (эндотермические процессы), а при растворении в воде хлористого натрия температура раствора практически не меняется. [c.150]

В середине прошлого века М. Бертло на основании большого числа определений тепловых эффектов химических реакций выдвинул принцип, согласно которому химическое сродство определяется количеством тепла, выделяющегося при реакции. Из принципа Бертло следует, что самопроизвольно могут протекать только экзотермические реакции. Легко видеть, что этот принцип неправилен хотя бы потому, что существуют самопроизвольные процессы, протекающие с поглощением тепла, например растворение многих солей в воде. Казалось бы, принцип Бертло оправдывается для реакций образования многих соединений из элементов, которые происходят с выделением тепла и идут практически до конца. Однако в действительности это справедливо лишь при относительно низких температурах. При достаточно высоких температурах эти же реакции самопроизвольно протекают в обратном направлении, т. е. происходит диссоциация соединений, сопровождающаяся поглощением тепла. Мы уже видели, что полнота завершения реакций зависит от температуры и концентраций. По существу принцип Бертло находится в противоречии с самим фактом существования химического равновесия. Это обусловлено тем, что М. Бертло основывался лишь на величинах ДЯ, т. е. на представлениях первого закона термодинамики, который, как отмечалось, дает лишь балансы тепловых явлений. Поэтому величина изменения энтальпии при реакции ДЯ не может служить мерой химического сродства. Такой мерой является величина ДО, определяемая уравнением [c.53]

Процесс образования растворов. Растворение — сложный физико-химический процесс. В зависимости от природы растворителя и растворяемых веществ преобладает либо физическая, либо химическая сторона явления. Процесс растворения нельзя представить простой физической моделью, например статистическим распределением растворенного вещества в растворителе. Растворение обычно сопровождается заметным тепловым эффектом (эндо- пли экзотермическим), изменением объема (общий объем смеси не равен сумме объемов компонентов), иногда изменением окраски и т. п. Например, при растворении гидроксида калия в воде наблюдается сильное разогревание раствора [c.243]

Во многих случаях экстракционному процессу сопутствуют тепловые явления. Интенсификация процесса требует применения горячих жидкостей — экстрагентов. При погружении пористого тела в жидкость в нем возникает градиент температуры и соответствующий ему поток тепла, направленный внутрь тела. По мере того, как тело прогревается, градиент температуры уменьшается и затем исчезает. Однако он сохраняется, если температура жидкости меняется со временем или но длине экстракционного аппарата. Другой причиной наличия температурных перепадов является возникновение и постоянное присутствие в пористом теле источников или стоков тепла. Они появляются при извлечении твердой фазы, так как на поверхности растворения поглощается пли выделяется теплота растворения. [c.29]

В других случаях наблюдается выделение тепловой энергии. Если к воде приливать концентрированную серную кислоту, то выделение тепла при этом будет настолько велико, что вода закипает. Точно так же растворение в воде едких щелочей NaOH и КОН сопровождается выделением значительных количеств тепла. Процессы растворения, связанные с поглощением тепла, относятся к физическим явлениям. Процессы же растворения, связанные с выделением тепла, — к химическим. При этих реакциях образуются непрочные соединения переменного состава, которые существуют только в растворах. [c.121]

Жидкие растворы занимают промежуточное положение между химическими соединениями постоянного состава и механическими смесями. Как и химические соединения, они однородны и характеризуются тепловыми явлениями, а также контракцией — часто наблюдающимся сокращением объема при смешивании жидкостей, С другой стороны, в отличие от химических соединений растворы не подчиняются закону постоянства состава они, как и смеси, могут быть легко разделены на составные части. Процесс растворения есть физикохимический процесс, а растворы — физико-химические системы. [c.145]

При рассмотрении вопроса о росте и растворении реального кристалла необходимо также учитывать и тепловые явления, сопровождающие этот процесс. Г. 1Т. Иванцов отмечает [370], что одни лишь молекулярно-кинетические закономерности на границе фаз, управляющим ростом кристалла, без тепло- и массообменных процессов не могут полностью характеризовать явления роста реального кристалла. [c.98]

Чтобы учесть явление сольватации, рассмотрим процесс слю-шения аморфного полимера с растворителем, сопровождающийся заметным тепловым эффектом (теплота смешения Ад). В решеточной модели эта теплота обусловлена тем, что контакты между парами одинаковых молекул заменяются контактами между парами разнородных (можно считать, что в жидкости взаимодействуют лишь соседние молекулы). Изобразим символически процесс растворения в виде реакции (1,1)+(2,2)=2 (1,2). [c.48]

Растворы занимают промежуточное положение между химическими соединениями и смесями. Как и химические соединения, они однородны и характеризуются тепловыми явлениями. С другой стороны, в отличие от химических соединений, растворы не подчиняются закону постоянства состава они, как и смеси, могут быть легко разделены на составные части. Процесс растворения есть физико-химический процесс, а растворы — физико-химические системы. [c.116]

Основное уравнение абсорбции в данном случае не может быть применено для расчетов, так как главным фактором, направляющим процесс, является не константа абсорбции, а тепловые явления, сопровождающие поглощение и растворение газа в воде. [c.643]

Безводный хлорид алюминия сильно дымит на воздухе, а в воде растворяется с шипением. Объяснить причину этих явлений. Рассчитать тепловой эффект процесса растворения хлорида алюминия. [c.181]

Растворы занимают промежуточное положение между механическими смесями и химическими соединениями. Растворы приближаются к химическим соединениям своей однородностью и тепловыми явлениями при растворении, но они отличаются от химических соединений тем, что не подчиняются закону постоянства состава, так как раствор образуется при любом количественном соотношении растворяемого вещества с растворителем. Процесс же образования растворов является физико-химическим процессом. [c.139]

Химическую теорию растворов создавали и защищали Бертолле, Менделеев, Курнаков и др. Они утверждали, что при растворении веществ действуют химические силы, которые в данном случае проявляют незначительную интенсивность. Бертолле, Менделеев и др. исходили также из ряда фактов, имевшихся в науке, которые указывали на то, что процесс растворения — явление химическое тепловой эффект растворения, изменение плотности растворов, а также отличие свойств растворов от свойств компонентов, входящих в данный раствор, и т. п. [c.161]

Растворы приближаются к химическим соединениям своей однородностью и тепловыми явлениями при растворении, но они отличаются от химических соединений тем, что не подчиняются закону постоянства состава, так как раствор образуется при любом количественном соотношении растворяемого вещества с растворителем. Процесс же образования растворов является физико-химическим процессом. [c.94]

Растворение веществ сопровождается выделением теплоты (положительный тепловой эффект) или поглощением теплоты (отрицательный тепловой эффект) и изменением объема. Эти явления, а также и некоторые другие указывают на химическое взаимодействие растворенного вещества и растворителя. Это впервые было установлено Д. И. Менделеевым, создавшим свою известную гидратную теорию, согласно которой растворение является химическим процессом. При растворении частицы растворенного вещества образуют с молекулами растворителя неопределенные по составу, более или менее непрочные соединения, называемые сольватами. В том случае, когда растворителем является вода, они называются гидратами. Сольваты образуются тем легче и они тем более устойчивы, чем более полярны молекулы растворенного вещества и растворителя. [c.98]

В настоящее время с помощью новых методов исследования, таких, как инфракрасная спектроскопия и изучение спектров комбинационного рассеяния, о природе растворов неэлектролитов постепенно накапливаются данные, полученные непосредственным путем. И все же большая часть имеющихся n этой области данных получена в результате изучения происходящих при растворении изменений энергии и некоторых величин, с нею связанных. В качестве первого примера рассмотрим тепловые явления, сопровождающие растворение газообразного хлора, жидкого брома и твердого иода в воде при 298,16° К и атмосферном давлении. Обозначив через Xj молекулу галогена в ее естественном состоянии при этих условиях, можем изобразить процесс растворения следующим уравнением [c.155]

Что касается влияния температуры на растворимость, то для большинства твердых тел она увеличивается с нагреванием, но j редких случаях, например при растворении СаСг04, Са(0Н)2 в воде, наблюдается обратное явление. Это объясняется тем, что растворение твердых тел сопровождается определенным тепловым эффектом и слагается из двух одновременно протекающих процессов сольватации молекул или ионов кристаллической решетки с тепловым эффектом и разрушения кристаллической решетки с тепловым э ектом Q . Таким образом, общий тепловой эффект растворения Q= Qi+ Так как процесс сольватации происходит с выделением теплоты (Qi>0), а разрушение кристаллической решетки — с погашением теплоты (Q2<.0), то знак и величина теплоты растворения Q определяются соотношением тепловых эффектов QjH Q . Большей частью Q2>-QiH Q O, т. е. растворение является эндотермическим процессом, и, согласно принципу Ле Шателье, растворимость будет [c.180]

При протекании в системе физических процессов, связанных с тепловыми явлениями (испарение, конденсация, плавление, сублимация, растворение) [c.156]

Наибольшее распространение в технике и лабораторной практике получила кристаллизация из растворов и расплавов. Кристаллизация из растворов применяется в основном для очистки и разделения неорганических веществ. При этом процесс протекает при значительно более низких температурах, чем при кристаллизации расплавов тех же веществ. Кристаллизация из растворов является процессом, обратным растворению. Поэтому тепловой эффект кристаллизации равен по величине и противоположен по знаку тепловому эффекту растворения. Это означает, что вещества, растворяющиеся с поглощением теплоты, кристаллизуются с выделением теплоты, и наоборот. Иногда эти эффекты из-за побочных явлений (образования кристаллогидратов и др.) не равны. [c.291]

В центре нарождавшейся новой науки оказался химический процесс как таковой — его скорость, явления, его сопровождающие, прежде всего тепловые. В связи с этим развивается изучение состояния вещества (газообразного, жидкого, твердого и растворенного), поскольку именно этим определяется механизм реакций. На основе решения данных проблем сформировалась физическая химия. [c.301]

В практических условиях, однако, чаще всего приходится иметь дело с разнообразными сочетаниями различных процессов, например измельчения и перемешивания, перемешивания и растворения, охлаждения и кристаллизации, т. е. с сочетаниями механических процессов с процессами тепло- и массообмена. В то же время озвучивание среды интенсивными акустическими колебаниями бывает связано с одновременным возникновением в ней различных гидродинамических, тепловых и других явлений (высокие ускорения частиц, кавитация, повышение температуры и др.) - Сочетание некоторых из них, в частности перемешивающего и термического действия ультразвука, может оказаться нежелательным. Однако в ряде случаев оно может быть использовано для более эффективного воздействия на процесс или для одновременного воздействия на направление и скорость двух или нескольких процессов, протекающих в озвучиваемой среде. Эти обстоятельства выдвигают дополнительные серьезные задачи, связанные с управлением комплексным влиянием ультразвука на отдельные процессы и на совокупность одновременно протекающих процессов. [c.91]

Химия и физика-разные науки, и. это кажется очевидной истиной. Однако провести точную границу между ними невозможно. Действительно, трудно представить химическую реакцию без сопутствующих ей физических явлений. Физические процессы также часто сопровождаются химическими превращениями. Так, уже простое размельчение твердого вещества, например угля, сопровождается разрывом химических связей, образованием свободных радикалов, реакциями с кислородом и т.д. Подобные примеры легко продолжить при конденсации водяного пара между молекулами воды возникают новые химические связи (водородные) при растворении многие вещества химически взаимодействуют с растворителем, что может сопровождаться тепловыми эффектами (смешение серной кислоты с водой) и даже изменением окраски. Например, растворы иода в тетрахлориде углерода имеют фиолетовую окраску, а ъ спирте-коричневую. [c.132]

Если растворенное вещество имеет неодинаковые концентрации в различных частях объема одного и того же раствора, то происходит самопроизвольное выравнивание концентраций. Такой процесс называется диффузией. При диффузии молекулы растворенного вещества переходят из областей с большей концентрацией в области с меньшей (или нулевой) концентрацией и таким путем происходит перемешивание, заканчивающееся выравниванием состава раствора по всему объему. Это явление обусловлено беспорядочным тепловым движением, или блужданием отдельных молекул. [c.149]

Различные формы движения материи, изучаемые соответствующими науками, не только не сводимы друг к другу, но даже внутри одной и той же формы движения отдельные виды в известном смысле обособляются. Физика, например, изучает ряд форм движения механическую (перемещение макротел в пространстве — поступательное, колебательное, вращательное), молекулярно-тепловую и процессы, обусловленные межмоле-кулярными взаимодействиями (изменения агрегатных состояний, диффузия, растворение, теплопередача), электрические и электромагнитные процессы внутриатомные и внутриядерные явления, определяемые строением атома и его ядра (оптические свойства тел, природа адмиче- [c.28]

Образование газовых р-ров, как правило, сопровождается изменением обьема и тепловым эффектом, т. е. явлениями, характерными и для жидких р-ров. Эти явления ста иовятся особенно заметными ири высоких давлениях-, когда плотность газа уже сравнима с плотностью жидкости. Процесс растворения в сжатом газе также схож с растворением в жидкости. Наблюдения, проиедеиные в сосуде высокого давления сокнами, показали, что, нанр., капля масла, подвешенная в среде сжатого этилена, растекается в нем струйками, подобно сахару в воде. Растворяться в газе могут жидкости, гвердьте тела и газы. В соответствии с этим можно считать, что газовые растворы — это системы, в к-рых газ, жидкость или твердое тело равномерно распределены в среде газа. Р-ры газов в газах часто называют газовыми смесями. [c.379]

Изучение растворимости веществ началось в XVIII веке. Начало учению о растворах положил М. В. Ломоносов. Еще в 1744 г. он изучал процесс растворения веществ в воде и определил растворимость ряда солей. М. В. Ломоносов установил влияние температуры на растворимость, явление кристаллизации, тепловые явления, открыл, что растворы замерзают при более низкой температуре, чем растворитель, и т. д. Он первый указал, что процесс растворения сопровождается энергетическим эффектом, указал на различие процессов растворения, протекающих с выделением или поглощением тепла. Так, растворение металлов в кислотах, являющееся химическим взаимодействием, сопровождается выделением тепла при выпаривании таких растворов выделяется соль данной кислоты. При растворении солей в воде, при котором не имеет места химическое взаимодействие, поглощается тепло при выпаривании такого раствора вновь кристаллизуется растворенная соль. [c.54]

Наблюдаемые изменения свойств и тепловые явления, сонровождающие процесс растворения вен ества в полярном растворителе, редко дают представление о глубине происходящих изменений. Действительно, при растворении в воде безводного сульфата меди oir приобретает окраску, а при растворении хлористого аммония поглощается тепло, однако эти эффекты являются, скорее, исключениями. Более типичными оказываются электролиты типа хлористого натрия, нри растворении которых не наблюдается изменения цвета и имеет место лишь очень малый тепловой эффект. Рассмотрим этот вопрос более подробно. [c.221]

Диффузия и осмос. Явление самопроизвольного распространения частиц одного вещества в среде другого называется диффузией. Процесс диффузии в растворах напоминает стремление газа равномерно распределиться по всему объему сосуда, в котором он заключен. Причина диффузии — беспорядочное тепловое движение частиц, перемещающихся в результате этого в самых разнообразных направлениях. В случае раствора молекулы растворенного вещества из мест с большей концентрацией постепенно переходят в область чистого растворителя или в места с меньшей концентрацией того же раствора. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока концентрация во всех участках раствора не станет совершенно одинаковой. Одновременно с этим и число молекул растворителя в единице объема раствора также выровнится по всему раствору. Можно сказать, что и концентрация растворителя в любой области раствора станет одинаковой. [c.173]

В процессе диффузии растворенного вещества из раствора в чистых растворитель или в раствор более низкой концентрации действует тот же механизм. Поверхности раствора здесь не существует, и его внутреннее давление, таким образом, оказывается не действующим. Вследствие этого молекулы растворенного оказываются способными переходить за границу раствора в чистых растворитель хход влиянием давления, эквивалентного газовому. Осмотическое давление и диффузия представляют собой, таким образом, взаимно связанные явления, в основе которых лежит тепловое движение молекул растворенного вещества. [c.24]

Долгое время считалось, что ион прочно связывает вокруг себя десятки молекул воды и слабо воздействует на остальную структуру. Сейчас получил широкое распространение и экспериментальное подтверждение иной подход к гидратации ионов в растворе (модель О. Я. Самойлова). Чистая вода имеет структуру ажурной решетки, свойственную льду (рис. 52), но нарушаемую тепловым движением. Пустоты в такой структуре при отсутствии растворенного вещества заполняются свободными одиночными молекулами воды. Появление ионов не разрушает, а лишь искажает структуру, так как ионы не связывают молекулы воды, а лишь притягивают их к себе. Обмен молекулами НгО с соседними областями-зонами при этом не прекрашается. Кроме этого, выяснилось, что ряд ионов (К+, Сз+, I- и др.) не притягивает, а наоборот, отталкивает молекулы НгО. Это явление, названное отрицательной гидратацией , дало возможность понять целый ряд процессов, возникающих в растворе. Молекулы воды, оказавшиеся вб.тизи указанных выше ионов, как бы убыстряют свое движение по сравнению с движением в чистой воде. [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология