Ионная кристаллы, растворение

Теплоты растворения твердых веществ, в том числе ионных кристаллов, состоят из поглощаемой теплоты разрушения кристаллической решетки с удалением образовавшихся частиц на расстояния, отвечающие объему раствора, и выделяемой теплоты сольватации (в частном случае — гидратации ионов в водных растворах) молекулами растворителя. Каждый из этих эффектов достигает сотен и тысяч кДж/моль. Сумма их имеет порядок единиц и десятков кДж/моль. Знак суммарного теплового эффекта зависит от того, какое из двух слагаемых больше по абсолютному значению. Если растворяемое вещество в индивидуальном виде состоит из молекул, а в растворе диссоциирует на ионы (минеральные и органические кислоты и основания), то в теплоту растворения входит теплота диссоциации. [c.47]

Рис. 140. Отрыв ионов от ионного кристалла при его растворении.

Вода притягивается к ионам на поверхности твердого вещества. Это происходит из-за того, что молекулы воды имеют электрически отрицательный (кислородный) и электрически положительный (водородный) концы. Отрицательно заряженный кислород притягивается к положительно заряженным ионам кристалла. Положительно заряженный водородный конец другой молекулы воды притягивается к отрицательным ионам. При растворении ионного кристалла в воде ионы покидают кристалл и становятся окруженными водными молекулами. Иначе говоря, происходит растворение. Рис. 1.26 иллюстрирует этот процесс. Если силы связывания ионов в кристалле достаточно прочны, то такое ионное соединение плохо растворяется в воде. [c.71]

Диссоциация и ионизация полярных молекул протекают аналогично растворению ионных кристаллов по схеме, приведенной на рис. 56. [c.172]

При образовании соединений между частицами компонентов растворимость повышается. Весьма часто энергия, необходимая для разрыва связей между частицами вещества при его растворении, компенсируется энергией, выделяющейся при образовании соединений между частицами растворяемого вещества и молекулами растворителя. Это играет важнейшую роль, например, при растворении сильных электролитов в воде. Именно за счет энергии, выделяющейся прн гидратации ионов, и происходит разрыв связей между ионами при растворении кристалла с ионной решеткой. Наоборот, необходимость дополнительной затраты энергии, например, на разрушение комплексов в случае ассоциированного растворителя или другие подобные процессы всегда связана с уменьшением растворимости. При одновременном действии этих факторов суммарное влияние их на растворимость может быть весьма сложным. [c.330]

Электрохимическая коррозия стальных подземных сооружений неразрывно связана с наличием в грунте электролитов, в которых растворителем является вода. Она оказывает сильное диссоциирующее и растворяющее действия на кристаллы. Вещества, полностью распадающиеся на ионы при растворении, образуют сильные электролиты, а вещества, диссоциирующие частично, образуют слабые электролиты. [c.6]

Оксиды большинства металлов являются ионными кристаллами при растворении в воде образуют основные растворы [c.282]

Ионы за счет ион-дипольного взаимодействия способны притягивать полярные молекулы других веществ. Поэтому ионные кристаллы хорошо растворимы в полярных жидкостях, молекулы которых вытягивают из кристалла ионы и, окружая их, нарушают ионные связи. Подробнее механизм растворения рассматривается в гл. VII. Растворимость ионных кристаллов зависит от полярности растворителя (табл. 13), характеристикой которой может быть его [c.98]

Рассмотрим роль гидратации в процессе растворения ионного кристалла. Энергию связи ионов в кристалле характери- [c.177]

Рассмотрим роль гидратации в процессе растворения ионногО кристалла. Энергию связи ионов в кристалле характеризуют величиной энергии кристаллической решетки, которая представляет собой энергию образования кристаллической решетки из идеальных ионных газов. [c.147]

Состояние химических систем (как и любых других систем) может изменяться. Такие изменения называются процессами. Понятие процесса является одним из наиболее фундаментальных понятий для физической химии. Следует подчеркнуть, что строение и свойства химических систем проявляются именно в изменениях состояний систем. С химической точки зрения особый интерес представляют такие процессы, в которых происходит глубокая перестройка электронных состояний, сопровождаемая перегруппировкой ядер, так что из одних устойчивых одно- или многоатомных частиц образуются другие. В многокомпонентной макроскопической системе эти процессы приводят к химическому превраш,ению, в результате которого некоторые химические соединения — исходные веш,ества, или реагенты, превращаются в другие химические соединения — продукты. Химическую природу имеют также и многие другие явления, происходящие в химической системе, такие, как растворение, испарение ковалентных и ионных кристаллов и др., так как они также сопровождаются существенной перестройкой электронных оболочек. Как правило, химические превращения сопровождаются процессами, которые принято относить к области молекулярной физики переносом вещества и зарядов, переносом энергии термического возбуждения (теплоты) и др. [c.186]

Электролитическая диссоциация протекает самопроизвольно, т. е энергия Гиббса системы понижается (А0< 0). Понижение энергии Гиббса системы обусловлено образованием сольватированных ионов. Энергия взаимодействия молекул растворителя с растворенным веществом (энергия сольватации) достаточна, чтобы разрушить химические связи в молекулах или ионных кристаллах. [c.153]

Энергия взаимодействия молекул растворителя с растворенным веществом (энергия сольватации) вполне достаточна, чтобы в молекулах или ионных кристаллах произвести разрушение химических связей. [c.30]

При переходе в жидкое и твердое состояния у таких соединений наблюдается склонность к ассоциации, т. е. к соединению ионов друг с другом. В твердом состоянии образуются кристаллические решетки, тип которых зависит от размера (или отношения радиусов) взаимодействующих ионов, и выделяется энергия образования кристаллической решетки. Растворение ионных кристаллов сопровождается затратой энергии. [c.31]

В решетках кристаллов гидроксидов щелочных металлов имеется ион ОН , т. е. эти решетки являются ионными и растворение гидроксида в воде, в сущности, сводится к разделению ионов металла и ОН и их последующей гидратации без образования каких-либо новых частиц (т. е. продуктов гидролиза). Типичными свойствами указанных оксидов является резко выраженный основный характер (способность, реагируя с водой, образовать растворимые щелочные гидроксиды, а с кислотами — соли), высокая температура плавления, большая теплота образования. Все они кристаллизуются в кубической системе, образуя кристаллы с ионными связями. [c.287]

Образование ионов при растворении истинных и потенциальных электролитов в воде протекает по разным механизмам. Для первых достаточно вытащить ион из узла кристаллической решетки в среду растворителя. Взаимодействие, возникающее между ионами кристалла и полярными молекулами воды, в сочетании с тепловыми колебаниями ионов может привести к разрыву связей в кристалле и переходу ионов в раствор. Ионы связываются с молекулами воды. [c.413]

Ионные кристаллы. В отличие от металлических кристаллов ионные кристаллы более твердые и хрупкие. Их хрупкость объясняется тем, что при смещении иона силы отталкивания от одноименно заряженных ионов начинают преобладать над силами притяжения к противоионам, и кристалл разрушается. Поэтому в твердом состоянии ионные кристаллы не обладают и электрической проводимостью. Лишь при их плавлении (или растворении) ионы приобретают возможность перемещаться в направлении внешнего электрического поля и осуществлять ионную проводимость электричества (проводник П рода). [c.98]

При растворении ионных кристаллов и других веществ, в которых под действием растворителя происходит разрыв химических связей, величина структ настолько велика, что не всегда компенсируется энергией взаимодействия растворителя с полученными ионами или радикалами. При этом структ > сольв И принимает положительные значения, [c.195]

При растворении электролита диполи воды за счет ориентационного или ион-дипольного взаимодействия (гл. 4 4.4) притягиваются к полярным молекулам или к ионам растворяемого вещества. Упрощенно, без учета системы Н-связей в воде, этапы электролитической диссоциации представлены на рис. 45. Полярные молекулы (например, НС1) в силовом поле окружающих их диполей растворителя поляризуются, и вследствие сильного смещения связывающих электронов связь становится ионной. Происходит ионизация молекулы (этап II), а затем гетеролитическая диссоциация связи с образованием свободных ионов. Подготовительным этапом электролитической диссоциации является сольватация вещества. Для ионных кристаллов ее эффект зависит от состояния их поверхности. В первую очередь сольватируются и переходят в раствор ионы, расположенные на выступах поверхности, так как к ним облегчен доступ растворителя, а связь их с кристаллом ослаблена. Вероятно, сольватация ионов, расположенных на идеально гладкой поверхности кристалла, будет протекать в меньшей степени, и диссоциация замедлится. [c.204]

При составлении энергетического баланса растворения ионного кристалла рассматривают две стадии, одна из которых — разрушение ионной решетки до отдельных ионов эта стадия сопровождается поглощением энергии, которая равна но абсолютной величине и противоположна по знаку энергии построения кристалла из отдельных ионов, т. е. энергии решетки. [c.110]

Так как кристаллы большинства солей образованы свободными ионами, процесс растворения этих кристаллов может быть связан с первоначальным переходом в раствор не молекул, как таковых, а отдельных катионов и анионов (но обязательно в эквивалентных соотношениях,). Частичное образование молекул является в этом случае вторичным процессом, протекающим уже в растворе. Конечные соответствующие равновесному состоянию результаты остаются, очевидно, такими же, как и при изложенном в основном тексте более общем подходе к рассмотрению ионизации в растворах. [c.135]

При взаимодействии полярных молекул воды с полярными молекулами или ионными кристаллами растворяемых в ней веществ (солей, кислот, оснований) процесс растворения идет с частичной или полной диссоциацией этих веществ на противоположно заряженные ионы. В качестве примера можно рассмотреть растворение в воде газообразного хлористого водорода. Молекула газообразного НС1 полярна, чтобы разорвать её на ионы, нужно затратить огромную энергию [c.108]

Чтобы отчетливее показать большое значение процессов гидратации, можно обратиться к процессу растворения ионного кристалла, например хлористого калия. Мы знаем, что даже простое растирание соли в порошок требует затраты значительного количества энергии. Очевидно, для разделения соли на отдельные ионы необходимо затратить много больше энергии. Для хлористого калия это количество энергии составляет 170 ккал моль. Откуда же при растворении хлористого калия в воде берется такое большое количество энергии для отрыва ионов от кристалла В основном этот процесс осуществляется за счет энергии гидратации ионов. Для хлористого калия эта энергия составляет (см. табл. 37) примерно 81+84 = 165 ккал1моль и, следовательно, действительно покрывает большую часть энергии, необходимой для выделения ионов из кристалла. Остающиеся 170 — 165 = 5 ккал/моль покрываются за счет энергии теплового движения и растворение сопровождается поглощением теплоты из окружающей среды. [c.386]

Обратимся вновь к координационным системам, о которых уже упоминалось при обсуждении различных типов элементарных ячеек кристаллов. Координационные системы всегда возникают вокруг ионов при растворении электролитов (ионные сольваты). В подобных системах, называемых комплексными соединениями, встречаются настолько разнообразные и измен- [c.119]

Многие химические реакции не протекают до конца, другими словами, смесь реагентов не полностью превращае-гся в продукты. По прошествии некоторого времени изменение концентраций реагентов прекрашается. Реакционная система в таком состоянии представляет собой смесь реагентов и продуктов реакции. Химическая система в таких условиях находится в состоянии так называемого химического равновесия. Мы уже встречались с примерами простейших равновесий. Так, в замкнутом сосуде устанавливается равновесие между парами вещества над поверхностью его жидкой фазы и самой жидкостью. Скорость перехода молекул жидкости в газовую ф 1зу становится равной скорости перехода в жидкую фазу газовых молекул, ударяющихся о поверхность жидкости. Другим примером является равновесие между твердым хлоридом натрия и его ионами, растворенными в воде (разд. 12.2, ч. 1). В этом примере скорость, с которой ионы кристалла покидают его поверхность, переходя в раствор, равна скорости перехода ионов из раствора в кристаллическое вещество. Приведенные примеры показывают, что равновесие не является статическим состоянием, которое характеризуется отсутствием всяческих изменений. Наоборот, оно имеет динамический характер, т.е. представляет собой совокупность противоположно направленшэгх процессов, протекающих с одинаковой скоростью. Данная глава посвящена рассмотрению химического равновесия и изучению законов, на которых основано его описание. Чтобы продемонстрировать, какую роль играют в химии представления о равновесии, и сделать их более понятными, мы начнем с обсуждения одной из промышленно важных реакций-процесса Габера, применяемого для синтеза аммиака. [c.40]

Ионные кристаллы. Соединения с ионной связью значительно менее распространены, чем соединения, в молекулах которых атомы свяманы ковалентной связью. Наиболее типичные соединения с ионной связью - это твердые неорганические соли (в том числе и комплексные, см. разд. 2.7), существующие в виде ионных кристаллов. Как будет показано ниже (см. разд. 3.2), в ионных кристаллах нет отдельных молекул, они состоят из катионов и анионов, связанных в кристаллическую решетку. В большинстве растворов соединений с ионной связью также нет молекул, поскольку при растворении в полярные растворителях (вода, спирты и т. п.) ионные соединения обычно полностью диссоциируют, а в неполярных растворителях (СС1<, СьН и т. п.) они, как правило, не растворяются. [c.117]

Энергия ионной связи. С ионными молекулами химику приходится встречаться nt сравненно реже, чем с частицами, где атомы свя- заны ковалентной связью. Как мы увидим ниже (см. ip. 254), в ионных кристаллах не существует отдельных молекул. Е5 большинстве растворов ионных соединений также нет их молекул, поскольку при растворении в полярных растворителях (вода, спирты и т. п.) ионные соединения полностью диссоциируют, а в неполярных ( I4, gHe и т. п.) они обычно нерастворимы. [c.203]

И действительно, кристаллы солей построены из ионов. При растворении соли происходит только разъединение уже готовых ионов, так что термин диссоциация здесь применим лишь условно, о чем уже говорилось на странице 188. Однако свободному движению частиц в жидкости препятствуют электростатические силы, действующие между ионами. В результате частицы располагаются до известной степени аналогично тому, как это имеет место в ионных кристаллах каждый ион, находящийся в растворе, окружен ионами противоположного знака — образуется ионная атмосфера или ионное облако. При этом каждый из ионов этого облака сам, в свою очередь, является центром другой ионной атмосферы, окружающей его. Например, в растворе Na l вокруг каждого иона Na " создается облако из ионов СГ, а вокруг каждого иона СГ группируются ионы Na+. [c.219]

Для рассмотрения этого случая обратимся прежде всего к взаимодействию ионов с молекулами воды. Как уже отмечалось ранее (V 4), под действием создаваемого ионом электрического поля молекулы воды определенным образом ориентируются и затем притягиваются к иону противоположно заряженным концом диполя. За счет такого притяжения в растворе образуется гидратированный ион (рис. V-32). Допустим теперь, что раствор все более концентрируется. На известной стадии из него станут выделяться кристаллы растворенного вещества, заключающие в своем составе и рассматриваемый ион. Если при этом молекулы врды, непосредственно ркружающие его в растворе, связаны с ним непрочно, то вода не войдет в состав кристалла. Напротив, если связь иона с молекулами воды достаточно прочна, то в состав кристалла он войдет с некоторым числом молекул кристаллизационной воды. В ре- [c.407]

Электростатическое взаимодействие ионов, в больщом количестве образующихся при растворении ионных кристаллов, создает некоторое подобие строения раствора сильных электролитов — наиболее вероятным местом нахождения положительного иона будет его расположение около отрицательного. Для объяснения строения растворов сильных электролитов П. Дебай ввел понятие ионных облаков, или атмосфер. Ионная атмосфера представляет собой собрание ионов противоположного знака, стремящихся приблизиться к данному иону. Тепловое движение в растворе этому препятствует и устанавливается некоторое состояние равновесия, при котором ионная атмосфера получает некоторую плотность. Плотность ионной атмосферы растет при увеличении концентрации и падает при повыщении температуры (возмущающее действие). При перемещении иона в тепловом движении ионная атмосфера оказывает тормозящее действие, так как она должна также перемещаться с ним. Особенно сильно взаимодействует ионная атмосфера с ионом в электрическом поле, так как направление ее перемещения должно быть противоположным. Взаимодействие ионных атмосфер с ионами уменьшает их активность. [c.195]

Учение о химической связи помогает объяснить механизм электролитической диссоциации. Легче всего диссоциируют вещества с ионной связью. Как известно, эти вещества состоят из ионов (см. 1.13). При их растворении диполи воды ориентируются вокруг положительных и отрицательных ионов кристалла соли. Между ионами и диполямц воды возникают силы взаимного притяжения. [c.72]

Электролиты — всщсстпа, распадающиеся на ионы в растйоре или в расплаве. Положительные ионы называют катионами, отрицательные — анионами. При растворении всщсств с ионной кристалл]1ческой решеткой в воде происходят разрьш ионных связей и шдратация образующихся ионов, например [c.4]

Такой же процесс наблюдается и при растворении премуществен-но ионных кристаллов (например, Na l) в воде. Хотя в кристаллической решетке Na l нет ионов Na+ и С1 , однако взаимодействие с полярными молекулами растворителя способствует поляризации связей в кристалле, их ослаблению и обеспечивает возможность перехода частиц в раствор с образованием гидратированных ионов [c.256]

Образование электролитов может происходить различными путями 1) диссоциацией растворенных полярных молекул под действием полярных молекул растворителя 2) растворением ионных кристаллов с образованием гидратированных ионов 3) плавлением ионных кристаллов. Последний путь образования электролитов также может сопровождаться процессами растворения. Например, электролит, служащий для получения металлического алюминия, представляет собой раствор глинозема (AI2O3) в криолите (Na3AlFe). [c.187]

Разумеется, молекулы воды, притянувшиеся к ионам при растворении кристалла, остаются связанными с ними и в растворе. Поэтому ионы, содержащиеся в растворе, не те ионы, которые содержались в кристаллической решетке. Так, вам известно, что безводный сульфат меди Си804 бесцветен значит, бесцветны и ионы Си + и 5042-, из которых слагается его кристаллическая решетка. Лишь присоединяя при растворении молекулы воды, ионы Си + приобретают голубую окраску, свойственную растворам солей меди. Эта голубая окраска принадлежит, таким образом, гидратированным, т. е. связанным с мо-лекулалш воды, ионам меди. [c.7]

При растворении в воде, например хлорида ка ЛИЯ с достаточно прочной кристаллической решеткой (рис. 22), ионы калия и хлорид-ионы гидратируются и энергия АНи выделяющаяся при этом, компенсирует большую часть энергии АН2, необходимой для разрушения кристаллической решетки. Следовательно, по абсолютному значению АЯ2 больше, чем AHi и при растворении хлорида калия в воде теплота будет поглощаться из окружающей среды, т. е. процесс эндотермичен. Процесс растворения в воде хлорида натрия практически не имеет теплового эффекта, так как энергия гидратации почти равна энергии разрушения кристалла. Растворение же кристаллогидрата u l2-2H20 сопровождается выделением теплоты, т. е. процесс экзотермичен, так как энергия гидратации значительно превышает энергию разру-. шения твердого тела. [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология