1。格子の破壊:
* 吸熱: 結晶格子内でイオン結合を破るにはエネルギー入力が必要であることが正しいです。 これは吸熱プロセスであり、周囲からの熱を吸収することを意味します。 イオン結合が強いほど、それらを破るのにより多くのエネルギーが必要になり、このステップがより吸熱する必要があります。
2。溶媒和:
* 発熱: イオンが分離されると、水分子と相互作用します。 水分子は、水素側に部分的な正電荷と酸素側に部分的な負電荷を持っています。これらの電荷はイオンと相互作用し、イオンの周りに水和シェルと呼ばれるものを形成します。 この相互作用はエネルギーを放出し、発熱プロセスになります。
3。全体的なエンタルピー変化:
溶解の全体的なエンタルピー変化(ΔHsoln)は、これら2つのプロセスの合計です。
* Δhsoln=ΔHlattice +ΔHydration
* 発熱と吸熱: 全体的な溶解プロセスが発熱性であるか吸熱性であるかは、どのプロセスがより支配的であるかによって異なります。
* 発熱溶解: 水分補給中に放出されるエネルギー(ΔHydration)が格子を破るのに必要なエネルギー(ΔHlattice)よりも大きい場合、全体的な溶解プロセスは発熱(熱を放出)です。これは、より小さく、高く充電されたイオンでより一般的です。
* 吸熱溶解: 格子を破るために必要なエネルギーが水和中に放出されるエネルギーよりも大きい場合、全体的な溶解プロセスは吸熱(熱を吸収)します。これは、より大きく、充電されていないイオンの方が一般的です。
例:
*塩化ナトリウム(NaCl)は、溶液の負のエンタルピー(ΔHsoln=-3.9 kJ/mol)で水に溶解します。これは、溶解プロセスが発熱性であることを意味します。 Na+およびCl-イオンの強い水分補給は、NaCl格子を破るために必要なエネルギーを上回ります。
キーポイント:
多くの固体の溶液の発熱熱は、イオンの強い水分補給によるものであり、イオン格子を破壊するために必要なエネルギーを補う以上のものです。