Растворение, теплота связь с гидратацией

Ионные потенциалы полностью окисленных ионов являются периодической функцией атомных номеров. Они тесно связаны с важнейшими свойствами ионов и их соединений, как-то с ионизационными потенциалами, химическим характером окислов, теплотой растворения солей, энергией гидратации ионов, электропроводностью и летучестью хлоридов, твердостью некоторых соединений и др. [c.10]

Ионные потенциалы тесно связаны с важнейшими свойствами ионов с кислотно-основным характером окислов, теплотой растворения солей, энергией гидратации ионов и т. д. [c.60]

С помощью термохимических расчетов можно определить энергию химических связей, энергии кристаллических решеток, теплоты растворения и гидратации, тепловые эффекты фазовых превращений и т. д. [c.199]

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]

Термохимическими расчетами можно определять энергию химических связей, кристаллических решеток, тепловые эффекты фазовых превращений, теплоты растворения и гидратации и т. д. [c.131]

Как известно, растворение хлористого водорода в воде сопровождается довольно сильным разогреванием образующегося раствора. Действительно, энергия связи водорода и хлора в молекуле H I равна 1360 кДж/моль. Теплота гидратации протона равна И(Х) кДж/моль, что в сумме с уже приводившейся теплотой сольватации иона С1 дает общую теплоту гидратации H I 1450 кДж/моль, а это заметно больше энергии связи Н— I. Вот почему при образовании раствора соляной кислоты и происходит довольно сильное разогревание. [c.31]

Процесс растворения твердых и жидких веществ всегда связан с затратой энергии, т. е. с поглощением тепла это объясняется тем, что молекулы вещества распределяются в большем объеме. При растворении газов происходит обратное явление — выделение тепла оно связано с уменьшением объема, в котором распределяются молекулы газа. Однако при растворении твердых и жидких веществ часто наблюдается выделение тепла, которое указывает, что теплота гидратации данного твердого вещества больше, чем теплота растворения соответствующего гидрата. [c.35]

Измерение теплоты сорбции при низких уровнях влажности показывает, что первые порции воды, поглощаемой аморфными участками целлюлозы, прочно удерживаются вероятно, они связываются водородными связями с гидроксильными группами целлюлозы, т. е. можно считать, что при этом образуется истинный гидрат. Вне этой области, которую очень трудно определить экспериментально, но в которой на каждую глюкозную структурную единицу приходится 2—2,5 молекулы воды [40, 52], следующая добавочная порция воды связывается слабее, и гидратация в этом случае напоминает процесс растворения. Никаких стехиометрических соотношений в этих условиях ожидать нельзя предел поглощения воды обусловлен физическими факторами, способствующими набуханию. [c.559]

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]

Растворение твердых веществ в воде сопровождается поглощением или выделением тепла. Количество тепла, поглощаемого или выделяемого при растворении одного моля вещества, называется теплотой растворения. Разрушение кристаллической решетки вещества связано с затратой энергии, а поэтому растворение твердых веществ в жидкостях большей частью сопровождается поглощением тепла. Одновременно с разрушением кристаллической решетки идет сольватация (соединение) растворяемых частиц с молекулами растворителя, при этом выделяется энергия. Поэтому общий тепловой эффект растворения Q в основном определяется уравнением Q=(fl—<7г, где g — теплота гидратации 2— энергия, идущая на разрушение кристаллической решетки. Это уравнение показывает если то при растворении тепло выделяется, если же ,< 2. то тепло поглощается [c.46]

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]

При растворении электролитов в воде происходит либо выделение теплоты, либо ее поглощение иначе говоря, процесс растворения является в основном химическим процессом гидратации. Теплоту растворения обозначим буквой Растворение сопровождается разрушением кристаллической решетки, прочность которой характеризуется энергией связи между ионами или другими ее составными частями, т. е. энергией решетки. Поэтому на разрушение ее должна затрачиваться определенная энергия и. В случае кристаллической решетки ионного типа ионы — продукты ее разрушения — взаимодействуют с водой, причем освобождается некоторое количество энергии Н, т. е. энергия гидратации. Отсюда следует, что на граммолекулу соли [c.161]

Каргин, напротив, считает, что энергия связи цепей высоко-полимерных веществ близка к нулю, что соответствует его представлению об этих веществах как о жидкостях. Доказывается это тем, что теплоты разбавления близки к нулю, а теплота растворения твердого высокополимерного вещества в его собственном концентрированном растворе такая же, как и в чистой жидкости. В таких результатах, однако, нет ничего неожиданного.. Мы уже рассматривали процесс гидратации. Рассмотрим его с несколько иной стороны. [c.306]

Растворение твердых веществ является наложение.м двух процессов процесса разрушения кристаллической решетки, идущего с поглощением тепла, и процесса сольватации (или гидратации), сопровождающегося выделением тепла. В связи с этим знак теплового эффекта определяется тем, какой из этих процессов преобладает. Зная теплоты растворения безводных солей и их кристаллогидратов, можно по закону Гесса вычислить теплоты образования последних. [c.22]

Экспериментальные определения теплот растворения позволяют отметить особенности влияния магнитной обработки воды на растворы солей различной природы [116]. Уменьшение теплоты растворения солей, образующих растворы с экзотермическим эффектом и распадающихся на ионы с положительной гидратацией, может быть объяснено некоторым упрочнением связей между молекулами воды и соответственно уменьшением стяжения и упорядочения молекул воды ионами. При растворении солей с эндотермическим эффектом и распадающихся на ионы с отрицательной гидратацией уменьшение эффекта может быть обу- [c.79]

Поляризация воды при воздействии магнитных полей на поток жидкости вызывает усиление связей между молекулами воды и относительное ослабление связей между молекулами воды и другими частицами. Отмеченное выше уменьшение абсолютных значений интегральных теплот растворения солей определяется изменением энергии связи между молекулами воды и ионами. По-видимому, изменение гидратации ионов, коллоидных и других частиц под влиянием поля обусловлено не только действием пондеромоторных сил, но и сил, возникающих в результате различия магнитной восприимчивости этих частиц и молекул воды. [c.102]

ЧИНЫ С аналогичными, но для растворов газов в других растворителях. К сожалению, надежных данных для широкого температурного интервала нет, поэтому ограничимся сравнением при 298 К (табл. 11.4). Стандартные состояния табл. 11.4 точно такие же, как и в табл. II. 2. Табл. II. 4 содержит семь весьма различных по свойствам растворителей алифатический, алицикличе-ский и ароматический углеводороды, неассоциированный полярный кетон, ассоциированные амид и спирты. Три газа (Нг, Не, N2) растворяются во всех растворителях с эндотермическим эффектом и лишь алканы — с выделением теплоты. Сравнение данных табл. 11.2 и 11.4 показывает, однако, что для всех газов экзотермичность растворения в воде на 10—15 кДж-моль выше. Значения АЗ/, в табл. II. 4 все отрицательны, как и в случае воды, но в ней они более отрицательны — на 50—70 Дж-моль- -К . Эти особенности, а также большие положительные теплоемкости гидратации, привлекли внимание ученых, занимающихся теорией растворов, еще в 30-е гг. и с тех пор вызвали к жизни много теоретических концепций, неоднородных по своей плодотворности, но способствовавших развитию как теории водных растворов, так и (за счет обратной связи ) жидкой воды. [c.23]

Явление гидратации (и общем случае, сольватации) заключается в том, что ионы растворенного вещества окружены растворителем и движутся с некоторой его частью, вступающей с ним во взаимодействие. Различают первичную (ближнюю) и вторичную (дальнюю) гидратации. Первичная гидратация заключается в прочном связывании ионов молекул воды, вплоть до образования донорно-акцепторных связей. Вторичная— представляет собой электростатическое взаимодействие молекул поды с первично гидратированными ионами. Энергетический эффект гидратации довольно значителен и составляет примерно 300— 4000 кДж/моль. Значения теплот ЛЯ и координационных чисел п гидратации отдельных ионов при бесконечном разбавления и 25°С приведены ниже [c.202]

При растворении твердого вещества в воде (или каком-то другом растворителе) происходит разрушение кристаллической решетки, что, как известно, связано с затратой энергии. Одновременно с этим растворяемое вещество реагирует с растворителем (гидратация или сольватация), образуя соответственно гидраты или сольваты. Процессы гидратации и сольватации являются процессами экзотермическими. Поэтому теплота растворения складывается из двух слагаемых [c.58]

Однако эта модель не всегда дает хорошее согласие с экспериментальными данными. Например, установлено, что теплота гидратации иона серебра Ag+ существенно больше, чем ионов натрия нли калия, хотя величина кристаллографического радиуса иона серебра лежит меладу соответствующими величинами для этих ионов щелочных металлов. Существуют и другие факты, указывающие на то, что гидратация ионов тажельк металлов связана с процессами комплексообразования с ковалентным характером связи. В качестве прикюра можно отметить изменение окраски прп растворении некоторых соединений переходных металлов, например, Сг(П1) или №(П), и низкую скорость процесса их растворения в воде. Ковалентное взаимодействие возможно только с катионами, поскольку только кислородный атом молекулы воды может участвовать в образовании ковалентных связей (коваг лентно связанный атом водорода не может образовать вторую ковалентную связь). [c.129]

Можно установить некоторую качественную закономерную связь между областью температур, в которой изотермы интегральных теплот растворения переходят от I типа ко И или наоборот, и природой ионов электролитов. Чем больше энергия гидратации ионов, соста-вляюш,их данный электролит, тем ниже должны лежать температуры этой зоны перехода. Напротив, чем слабее гидратированы ионы, тем выше температуры этой области. Такая закономерность вполне оправдана в свете развитых выше представлений и находит себе подтверждение в накопленном опытном материале. [c.181]

Сольватацией называется такое взаимодействие растворенного вещества с растворителем, которое приводит к более низкой активности растворителя вблизи частиц растворенного вещества по сравнению с чистым растворителем. В случае водных растворов сольватация называется гидратацией. Гидратация ионов обусловлена ориентацией дипольных молекул воды в электрическом поле иона, а гидратация полярных групп — в молекулах неэлектролитов и полимеров— ориентацией молекул воды в результате взаимодействия диполей и образования водородных связей. В гидратном слое молекулы воды располагаются более упорядоченным образом, но остаются химически неизмененными, чем гидратация отличается от химического соединения с водой окислов металлов и ангидридов кислот. Благодаря постепенному падению энергии связи растворенного вещества с растворителем (по мере удаления от молекулы растворенного вещества), сольватный слой имеет несколько диффузный характер, но в основном энергия взаимодействия и наибольшее падение активности растворителя сосредоточены в первом молекулярном слое. Растворитель в сольватной оболочке обладает, меньшей упругостью пара, меньшей растворяющей способностью, меньшей диэлектрической постоянной, меньшей сжимаемостью, он труднее вымораживается, обладает большей плотностью и т.,д. изменение любого из этих свойств раствора может быть использовано для определения величины сольватации. Наиболее прямой метод измерения сольватации состоит в установлении теплового эффекта поглощения навеской полимера определенного количества растворителя из смеси последнего с инертной к полимеру жидкостью например, Каргин и Папков определили, что сольватация нитроцеллюлозы в ацетоне и пиридине составляет около 1 молекулы растворителя на одну полярную группу — ОМОг полимера (табл. 15). Думанский и Некряч определили гидратацию ряда полимеров по теплоте смачивания (см. стр. 78), в частности, для крахмала найдено, что на глюкозный остаток приходится 3 молекулы связанной воды. Думанский установил также, что связывание воды самыми различными веществами происходит с тепловым [c.173]

Так как тепловой эффект гидратации обыкновенно положителен, то, очевидно, увеличение или уменьшение теплоты растворения (в избытке воды) должно находиться в связи с усилением или ослаблением гидратациониых процессов при акте растворения. Для примера в таблице приведены данные для солей Ы (I группы), 2п и Ли (П группы). [c.116]

Зависимость теплоты растворения от концентрации указывает на то, что энтальпия гидратации снижается с ростом с. Из детального анализа экспериментальных результатов Мищейно зак люнил [60], что в растворах с концентрацией ниже предела полной гидратации координационное число гадратации, вероятно, не изменяется, а лишь ослабляются связи между ионами и молекулами воды, что можно назвать энергетической дегидратацией. Обычно при этом проявляется также и вклад изменений структуры водь1, вызванных присутствием ионов. В растворах с концентрацией выше предела полной гидратации координационное число снижается с ростом концентрации из-за некоторого недостатка воды (координационная дегидратация).. [c.571]

Рассматривая свои собственные данные, наряду с данными других исследователей, Бетлер и Рейд пришли сначала к выводу, что в целом энтропии гидратации поразительно независимы от природы вещества и зависят, повидимому, только от величины растворяемой молекулы, увеличиваясь с ее увеличением. Так, энтропия гидратации (—Д5) благородных газов возрастает от гелия к радону, а в гомологических рядах она возрастает примерно на 5 единиц на каждую новую СН. группу. Это свойство энтропии имеет большое значение для относительных растворшюстей гомологов. Из уравнения 47 следует, что если Д5 оказывается постоянной величиной, то теплота растворения будет определять растворимость, так как последняя зависит от —АР. Так как —АН возрастает с увеличением молекулярного веса (табл. 8), то это определяет изменение растворимости. Наблюдаемое же понижение растворимости связано, таким образом, с указанным свойством энтропии возрастать с увеличением размеров растворяемых молекул. Бетлер и Рейд высказывают мысль, что такое влияние энтропии должно быть характерным для ассоциированных растворителей. [c.392]

В связи с нашими поисками нетермодинамических методов оценки величин АР, АН и Д5 растворения следует упомянуть, что Бетлер [69] показал, что в некоторых случаях теплота гидратации молекулы является аддитивной функцией, складывающейся из долей, вносимых каждой из составных частей. молекулы. Все такие группы, как С— Н, С — ОН, С —ННг, С— О — Си т. п., участвуют в создании полного теплового эффекта, сопровождающего гидратацию молекулы газообразного растворяемого вещества, внося в него свою определенную и постоянную долю. [c.392]

Первые значения теплоты гидратации С3З и С2З были получены Вудсом, Стейнором и Старком [290] косвенным путем, который заключался в нахождении теплоты гидратации портландцемента определенного химического состава по разности теплот растворения в кислоте исходного и гидратированного цемента, который гидратировался в течение заданного промежутка времени. Обработав полученные данные с помощью статистического метода наименьших квадратов, они нашли связь между тепловыделением цемента и его минералогическим составом. [c.143]

В связи с этим будем считать, что изотопный эффект в растворимости солей в тяжелой воде определяется главным образом энтальпией растворения, которая состоит из трех слагаемых 1) энергии разрушения кристаллической решетки соли (положительная величина) 2) энергии разрыва некоторой части водородных связей между молекулами воды (положительная величина) и 3) энергии гидратации (отрицательная величина). Так как речь идет о растворении одной и той же соли в тяжелой и обычной воде, то первое слагаемое в обоих случаях одинаково. Энергия гидратации в общем случае является суммой энергии донорно-акцепторного и электростатического взаимодействия молекул воды с ионом [932]. Так как дипольные моменты DjO иНзО практически одинаковы, то можно пренебречь вкладом электростатического слагаемого в изотопную разность теплоты растворения. В качестве приближения можно, по-видимому, также принять, что энергия донорно-акцепторного взаимодействия определенного иона с атомами кислорода молекул DaO и НгО одинакова. Тогда получается, что изотопный эффект в теплоте растворения должен определяться различием энергии разрыва водородных связей в тяжелой и обычной воде. Так как эта энергия для DjO значительно больше, чем для НаО, то в случаях эндотермичности процесса при растворении в тяжелой воде должно поглощаться больше теплоты, чем при растворении в обычной воде, а в случаях экзотермичности процесса при растворении в тяжелой воде должно выделяться меньше теплоты, чем при растворении в обычной воде, т. е. всегда должно быть АЯб о > AI7h,o. [c.272]

При растворении ионного кристалла в воде затрачивается энергия, равная U (при переходе ионов в раствор), п выделяется теплота гидратации L. Несмотря на то что из-за сильного различия теплот гидратации разных ионов довольно трудно оценить разность U—L, все е можно ожидать, что большие значения энергии решетки приводят к слабой растворилю-сти кристалла. Наличие подобной связи подтверждается данными, приведенными [c.142]

Известно, что растворение ионного кристалла, например хлористого натрия, сопровождается затратой большого количества энергии. Это обусловлено тем, что ионы в кристаллах весьма сильно связаны между собой и энергия кристаллической решетки хлористого натрия равна 185 ккал моль. Откуда же при растворении хлористого натрия в воде берется такое большое количество энергии для отрыва ионов от кристалла Оказывается, что этот процесс в основном осуществляется за счет энергии гидратации ионов. Для хлористого натрия эта энергия составляет (см. табл. 33) примерно 98 4- 79 = 177 ктл1моль. Следовательно, большая часть энергии, необходимой для выделения ионов из кристалла, покрывается энергией гидратации. Оставшиеся 185— 177 = 8 ккал/моль покрываются за счет энергии теплового движения, и растворение сопровождается поглощением теплоты из окружающей среды. [c.187]

Чем больше конечная концентрация раствора, тем меньше изменение энтальпии, связанное с раздвиганием ионов кристалла. Наибольшее значение (Яо—Я р) оно имеет при образовании бесконечно разбавленного раствора [в этом случае (Яо—Я р) = АЯрещ] наименьшее — при образовании насыщенного раствора (Я — Я р)-Таким образом, постепенное уменьшение этой разности с ростом концентрации должно увеличивать экзотермичность интегральной теплоты растворения. Как будет видно дальше, одно это явление, при отсутствии компенсации эндо-эффектами, делало бы ДЯ в случае солей щелочных металлов и галогенов в водных растворах ориентировочно на —(167—293) кДж/моль [—(40—70) ккал/моль] более экзотермичной при переходе от т = О к насыщению. В действительности для этих солей разность (АЯт=о — АЯ,) равна небольшим величинам от —6,7 (—1,6) до +18,0 кДж/моль (+4,3 ккал/моль). Следовательно, экзо-эффект сближения ионов компенсируется большим эндотермическим эффектом. В случае водных растворов сильных электролитов это, в основном, уменьшение гидратации с ростом концентрации ионов. До ГПГ, если принять неизменность координационных чисел п , происходит только ослабление связей ион—вода. Назовем этот процесс энергетичес-койдегидратацией. Именно ею, по-видимому, в основном, объясняется ход кривых АЯ = / т) и дебаевской области (см. с. 119, рис. У.1), где экзотермичность теплот разведения количественно связывается именно с ослаблением интенсивности сольватационного взаимодействия при возрастании концентрации ионов [272]. Известный вклад, разумеется, и здесь вносит изменение структуры воды под воздействием ионов электролита, различным в случаях ионов-ста-билизаторов и ионов-разрушителей этой структуры (см. стр. 115 и гл. VIII). За ГПГ к энергетической присоединяется координационная дегидратация из-за дефицита воды. [c.123]

Именно эти эффекты наиболее интересны при рассмотрении зоны координационной дегидратации. Комбинируя их с соответствующими разностями интегральных теплот растворения между ГПГ и насыщением (AHs — АЯгпг), помещенными в графе 16, мы получаем эффекты координационной дегидратации для того же интервала (графа 17). Однако эти величины нельзя непосредственно сравнивать друг с другом, так как растворимость сопоставляемых солей весьма различна (от = 21,37 для LiBr до = 4,83 для КС1) и, естественно, сильно отличаются и уменьшения сумм координационных чисел ионной гидратации и в интервале ГПГ — насыщение (от 78,3% у LiBr до 28,0% у КС1). Поэтому для сопоставления эндо-эффектов в отношении различия свойств ионов мы разделили их на изменения концентрации между ГПГ и насыщением. В графе 18 помещены эти приведенные к единице концентрации эффекты. В графе 19 указано, какой процент от полного формального эффекта координационной дегидратации (графа 9) они составляют. То, что эти последние значения достигают только 6—16%, вполне естественно, так как в этой зоне все молекулы воды связаны ионами, хотя строение раствора совсем иное, чем на ГПГ. [c.135]

Между интегральной теплотой растворения АЯ , теплотой раздвигания ионов от расстояний, существующих между ними в кристалле АЯкр и суммарной теплотой гидратации катионов и анионов AHf, как уже указывалось (с. 59), всегда существует связь [c.138]