Гидратация ионов теплоты и энергии

Таблица 2.2. Относительные (—=0, —, =0, —АОн+ =0) теплоты, энтропии и энергии гидратации ионов

Определение реальных энергий (теплот) гидратации отдельных ионов. Энтропии гидратации ионов. С помощью модельных методов определяются химические энергии сольватации, так как В них не учитывается поверхностный потенциал на границе жидкость— вакуум XI- Поскольку пока величину нельзя ни изме-1)ить, ни рассчитать (она отвечает разности потенциалов между точками, расположенными в двух разных фазах), химическая энергия гидратации определяется с точностью до некоторой неопределенной постоянной. Рекомендуемые разными авторами значения /р10 для воды отличаются на 0,5 В, что может дать ощибку в определении энергии гидратации однозарядного иона порядка БО кДж-моль- . Вероятные значения лежат внутри =Р0,2 В. Многие авторы принимают В. Если это значение от- [c.62]

Экспериментальные данные по теплотам и энергиям гидратации целесообразно помещать в таблицы в виде относительных ионных теплот. Ниже приведена одна из таблиц такого рода, основанная на допущении равенства теплоты гидратации иона водорода нулю и включающая достаточно надежные термохимические данные. Значения ионных энтропий гидратации Д5,. (реальных) энергий гидратации ДСг(р) получены расчетным путем, они менее надежны, чем значения энтальпии ЛЯ,-, найденные из экспериментальных термохимических данных. [c.52]

Расчет теплот и энергий гидратации ионов по методу непрерывной среды [c.53]

Растворение веществ обычно сопровождается тепловыми эффектами — выделением или поглощением тепла, поэтому растворимость зависит от температуры. Например, при растворении кристаллического вещества энергия затра-швается на разрушение кристаллической решетки. Затем происходит гидратация ионов или молекул, переходящих в раствор. При этом энергия выделяется. Общий тепловой эффект определяется соотношением этих двух энергий. Согласно принципу Ле-Шателье, если теплота растворения положительна, то есть тепло выделяется, то повышение температуры уменьшает растворимость. Если при растворении вещества тепло поглощается, то повышение температуры увеличивает растворимость. [c.38]

В сильных электролитах при больших разведениях многие величины, характеризующие свойства растворенных веществ, оказываются аддитивно складывающимися из соответствующих свойств ионов. Такими величинами являются кажущийся объем соли, теплота гидратации, сжимаемость и некоторые другие. Это естественно, поскольку при полной диссоциации соли в разбавленном растворе свойства одних ионов никак не влияют на взаимодействие других ионов с растворителем. Однако представление того или иного измеренного (вернее, вычисленного по результатам измерений) термодинамического свойства растворенной соли как суммы свойств ионов этой соли и нахождение величины слагаемых этой суммы невозможно без использования какого-либо более или менее произвольного предположения. Теплоты (энергии) гидратации отдельных ионов могут быть получены из вычисленных по уравнению (XVI, 55) теплот гидратации солей, если предположить, что энергии гидратации ионов и С1 одинаковы (с учетом различия в ориентировке молекул воды около аниона и катиона) . Другой метод определения теплоты гидратации заключается в подборе аддитивных слагаемых таким образом, чтобы величины энергий сольватации ионов линейно зависели от величин, обратных радиусам ионов. Вычисленные разными способами теплоты гидратации того или другого иона полуколичественно согласуются между собой. Теплоты гидратации одновалентных ионов имеют величины по- [c.420]

Растворение кристаллического гидроксида калия сопровождается выделением теплоты, так как на разрушение кристаллической решетки КОН затрачивается меньше энергии (790,5 кДж/моль), чем ее выделяется при гидратации ионов К + ( — 338,9 кДж/моль) и ионов ОН (—510,5 кДж/моль), Наоборот, растворение кристаллического нитрата калия — процесс эндотермический, так как на разрушение его кристаллической решетки затрачивается больше энергии (684,5 кДж/моль), чем выделяется при гидратации ионов К и ЫО Г (309,6 кДж/моль . [c.123]

В соответствии с принципом Ле Шателье подобная температурная зависимость константы диссоциации указывает на то, что процесс диссоциации является экзотермическим, т. е. суммарная теплота гидратации ионов выше энергии внутримолекулярных связей. [c.154]

При растворении соли на разрушение ее кристаллической решетки затрачивается теплота. С другой стороны, освобождающиеся из кристаллов ионы в результате взаимодействия с дипольными молекулами воды, гидратируются (рис. 53, В). При последнем процессе теплота выделяется. Таким образом, тепловой эффект, наблюдаемый при растворении солей в воде, является суммарным, зависящим от двух взаимно противоположных слагаемых—энергии кристаллической решетки и теплоты гидратации Q=q—с, где Q—теплота растворения соли, д—теплота гидратации ионов, с—энергия кристаллической решетки. Если теплота гидратации д больше энергии кристаллической решетки с, то при растворении соли происходит выделение тепла, и температура раствора повышается если теплота гидратации меньше энергии кристаллической решетки, то температура раствора понижается, что связано с поглощением тепла. [c.170]

Установлено, что растворение сильных оснований, например КОН, сопровождается выделением значительного количества теплоты, что и указывает на превышение энергии гидратации ионов над энергией кристаллической решетки гидроксида калия [c.72]

Чтобы быть конкретным, я напомню графики, которые можно найти в известной брошюре Оргела Введение в химию переходных металлов [1]. Эти графики изображают ход теплот гидратации ионов и энергию решеток дигалидов в ряду Са. . . 2п. [c.5]

Из рассмотренного выше механизма растворения видно, что на разрушение кристаллической решетки необходимо затратить какое-то количество энергии. С другой стороны, гидратация ионов (или полярных молекул) растворяемого вещества сопровождается выделением энергии в виде теплоты. Таким образом, тепловой [c.85]

Иная картина получается при растворении хлорида калия, энергия кристаллической решетки которого составляет 703 кДж/моль. Теплота гидратации ионов калия и хлора равна 690 кДж/моль. В этом случае суммарное значение теплоты гидратации на 13 кДж меньше, чем энергия кристаллической решетки, и процесс раство- [c.197]

Как следует из данных Приложения 11, теплоты и энергии гидратации ионов близки между собой. [c.158]

При подсчете энергии гидратации учитывается теплота переноса воды из жидкости в вакуум. Испарение воды сопровождается затратой теплоты испарения сп- Затем пары воды расширяются при постоянном давлении. При этом производится работа, равная КТ. В вакууме происходит образование сольватированного иона. По Мищенко, энергия II взаимодействия жестких ионов и диполя равна [c.176]

Конуэй и Бокрис, рассматривая структурные теории гидратации ионов, пришли к заключению, что их недостатком является отсутствие различия между значениями теплот и энергий гидратации. Это приводит к большим расхождениям в рассчитанных и экспериментальных данных. Они указывают также, что невозможно сделать обоснованный выбор между моделями, положенными в основу расчетов, поскольку не существует независимого метода деления теплот гидратации солей на теплоты гидратации, соответствующие отдельным ионам. [c.178]

Разрушение кристаллической решетки на свободные ионы — процесс эндотермический (АЯрещ, > 0) гидратации ионов — процесс экзотермический (АЯгидр < 0). Таким образом, в зависимости от соотношения значений АЯр и АЯр др тепловой эффект растворения может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Так, растворение кристаллического гидроксида калия сопровождается выделением теплоты, т. е. на разрушение кристаллической решетки КОН требуется меньше энергии (АЯреш = 790,5 кДж/моль), чем ее выделяется при гидратации ионов (АЯгидр.к+ [c.169]

Энергии гидратации ионов, имеющих вакантные орбиты с одинаковыми уровнями, близки между собой. Так, теплоты гидратации изоэлектронных ионов Сг" и I равны 279,8 10 Дж/моль (67 ккал/моль), КЬ и Вг 313 X X 10 Дж/моль (75 и 76 ккал/моль), К+ и С1 81 и 350,8 10 Дж/моль (84 ккал/моль), близка к ним и теплота гидратации изоэлектронного иона 8Н 342,4-103 Дж/моль (—82 ккал/моль). [c.179]

Теплотой гидратации ионов называют количество энергии, которое выделялось бы при переводе ионов из газообразного состояния в водный раствор. Сильное электрическое поле ионов ориентирует вокруг них диполи растворителя, вследствие чего свойства растворителя в непосредственной близости от ионов значительно отличаются от свойств [c.99]

Для разрушения (диссоциации) солп на отдельные ионы требуется большое количество теплоты (энергии). В основном эта теплота получается за счет энергии гидратации ионов. При этом теплота гидратации положительных ионов, обладающих малым радиусом или особенно малым радиусом и одновременно большим зарядом, значительно больше теплоты гидратации анионов. [c.15]

Рассчитать энергию гидратации ионов Mg, А], F и С1 при 25° С, если теплота гидратации ионов равна 1,954 4,707 0,485 и 0,351 МДж-моль- , а числа гидратации равны 10 18 5 и 3 соответственно. [c.18]

Металлоидная активность галоида (в растворе) пропорциональна энергии, выделяющейся при переходе его атома от обычного состояния к гидратированному иону Г. Энергия эта равна алгебраической сумме половины энергии диссоциации молекулы Гг, сродства атома Г к электрону и энергии гидратации иона Г". Если галоид при обычных условиях не газообразен, то должна быть учтена также теплота его испарения (приблизительно 4 ккал г-атом д.пя Вг и 7 ккал г-атом для I). Такая суммарная энергия имеет следующие значения ккал г-атом) [c.271]

Первая теплота растворения, как мы помним из предыдущего, может быть при т = О представлена уравнением ДЯ = ДЯреш + + ДЯ [с. 58, уравнение (IV. ) ]. Здесь все не относящиеся к энергии решетки экзо- и эндо-эффекты входят в суммарную химическую теплоту гидратации ионов АЯ . Энергию решетки в пределах интересующей нас точности можно считать в диапазоне изученных нами температур не зависящей от температуры. Ориентировочный расчет показывает, что d .H JdT в интервале 20—50 °С составляет меньше /зо от обычной вероятной погрешности в абсолютных значениях АЯреш- Таким образом, все наблюдаемое влияние температуры на АЯо следует отнести за счет изменений с температурой. Во всех рассматриваемых случаях с повышением температуры ДЯ становится более экзотермичной, так как отрицательны. Гидратация ионов, как в целом экзотермический процесс, должна с ростом температуры уменьшаться при т = О энергетически, а не координационно. Поэтому увеличение экзотермичности ДЯд можно объяснить только уменьшением какого-то эндотермического члена, входящего в ДЯ . [c.169]

И медь, у которой второй электрон должен быть удален из заполненной З -подоболочки. Между прочим, медь — единственный из этих элементов, имеющий в соединениях степень окисления Н-, но в водных растворах Си+ диспропорционирует (за исключением случаев, когда он образует комплексные соединения с С1"). Сим-батность изменения потенциалов ионизации и окислительных потенциалов может показаться удивительной, поскольку окислительные потенциалы, как уже указывалось, зависят также от энергий гидратации ионов и энергий сублимации твердых элементов. Для этих сходных элементов суммы теплот гидратации и теплот сублимации также изменяются, по-видимому, симбатно потенциалам ионизации. Энергии гидратации и радиусы некоторых ионов приведены в табл. 51. [c.200]

Энергии и теплоты сольватации электролитов были рассчитаны впервые Борном и Габером (1919) фи помощи циклов, основанных на термохимическом законе Гесса. Так, например, при вычислении теплоты гидратации хлорида натрия 1 моль твердой кристаллической соли мысленно переводят в бесконечно большсш объем воды при зтом выделяется теплота растворения —AHl, = Qь Тот же раствор хлорида натрия можно получить, если сначала разрушить кристаллическую решетку с образованием ионов натрия и хлора в газовой фазе на это затрачивается элергия, равная энергии решетки хлорида натрия —Д(5р = — V Затем эти ионы переводят в бесконечно большой объем воды, при этом освобождается суммарная теплота гидратации ионов натрия и хлора — Д/У , + [c.48]

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]

Энтальпия (теплота) гидратации ионов. Раство )ение ионного соединения можно представить в виде двух стадий разрушение кристаллической решетки на свободные ионы и гидратация ионов. Тогда согласно закону Гесса тепловой эффект (энтальпию) растворения АН,, ,в можио представить в внде алгебраической суммы энергии (энтальпии) разрушения кристаллической решетки АНр,. , и энтальпии гидратации ионов АНтн.ц,. [c.122]

Энергия кристаллической решетки известна для многих ионных с(]единений теплоту растворения веществ можно определить экспериментально. При расчете но указанному ур авиению находят суммарное значение энтальпии гидратации катиона и аниона. Энтальпию гидратации данного иона определяют по известной энтальпии гидратации иона противоположного знака. Энтальпия гидратации зависит от заряда и размера гидратируемого иона. В ряду ионов с однотипной электронной конфигура цией энтальпия гидрагации нозрастает с уменьшением размера иона, папример (рис. 77) [c.122]

Процесс гидратации всегда сопровождается выделением теплоты. Подсчитано, что энергия гидратации составляет примерно 142 кДж/моль в том случае, если к каждому иону присоединяется по одной молекуле воды. Процесс разрушения кристаллической решетки, наоборот, является эндотермическим, т. е. он протекает с поглощением теплоты. Суммарный тепловой эффект растворения складывается из алгебраических величин энергии разрушения кристаллической решетки твердого вещества и перевода его в жидкое состояние и энергии гидратации. Если затраты энергии на растворение какого-либо вещества больше выделяющейся энергии гидратации, то процесс растворения будет эндотермичным. Если же теплота гидратации больше теплоты, необходимой для разрушения кристаллической решетки, то процесс растворения будет экзотермичным. Так, при растворении гидроксида натрия NaOH температура раствора повышается почти до 373 К, а при растворении роданида аммония NH4S N понижается до 253 К- [c.86]

В других случаях решающее влияние на значение энтальпии может оказать энергия гидратации. Большие значения потенциала ионизации и теплоты сублимации при сравнительно малой теплоте гидратации характерны для малоактивных — благородных— металлов. У элементов, образующих отрицательные ионы, окислительный потенциал тем больше, чем выше энергия гидратации и сродство к электрону и чем меньше энергия образования одноатомного газа из вещества, взятого в стандартном состоянии. Латимер отметил, что, например, большая окислительная активность фтора сравнительно с иодом в основном обусловлена большей теплотой гидратации иона фтора (—514,14 кДж у фтора и —300,96 кДж у иода) различие в значениях сродства к электрону не слишком велико (—384,56 кДж у фтора и —313,5кДж у иода) . [c.88]

Зная энергию, затрачиваемую на разрушение ионной решетки (ЛЯреш). и теплоту растворения при бесконечном разведении (ДЯ), можно вычислить энергию гидратации ионов (ДЯридр) также при бесконечном разведении [c.158]

Если пpиняtь, по предложению К. П. Мищенко, энергии гидратации иона цезия и иона иода одинаковыми, равными — 63 кшл г-ион, то можно вычислить индивидуальную энергию гидратации,других ионов. Так, ДЯ до=—161—(—63) = —98 ккал г-ион. В табл. 13 приведены теплоты гидратации ионов, вычисленные К. П. Мищенко. [c.159]

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