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なぜ特定の溶質が水放出熱に溶けたのですか?

水に溶質を溶かすことに関連するエンタルピーの変化は、陽性(吸熱、熱吸収)または陰性(発熱、放出される熱)のいずれかです。これはいくつかの要因に依存します。

1。 溶質溶媒相互作用の性質:

* イオン溶質: イオン化合物が水に溶解すると、イオンと極水分子の間の強い静電相互作用が好ましい。これはエネルギーを放出します (発熱)。たとえば、水にテーブル塩(NaCl)を溶かすと熱が放出されます。

* 極性溶質: 砂糖のような極性溶質は、水素結合を介して水とも好ましい相互作用します。このプロセスは一般にエネルギーを放出します (発熱)。

* 非極性溶質: オイルのような非極性溶質は、水と好ましくはありません。代わりに、彼らは水分子の水素結合ネットワークを破壊し、エントロピーの減少をもたらします。このプロセスには、エネルギー入力が必要です (吸熱)。

2。溶質の格子エネルギー:

* イオン溶質: 格子エネルギーは、イオン化合物の結晶格子を分解するのに必要なエネルギーです。 格子エネルギーが高いほど、イオン結合を破るにはより多くのエネルギーが必要です。格子エネルギーが高い場合、化合物を溶解することはより困難になり、プロセスは吸熱になります 。

* 共有溶質: 共有化合物には格子エネルギーがありません。ただし、エネルギーを壊す必要がある水素結合のような強い分子間力がある場合があります。

3。 水分補給エネルギー:

* 水分補給エネルギー イオンまたは分子が水分子に囲まれたときに放出されるエネルギーです。水分補給エネルギーが強いほど、プロセスが発熱される可能性が高くなります 。

4。 エントロピーの変化:

*溶解プロセスは、エントロピーの変化につながる可能性があります。エントロピーが増加すると(より多くの障害)、プロセスはより有利になり、発熱 。

全体として、これらの要因間のバランスは、溶解プロセスが吸熱性か発熱であるかを決定します。

例:

* 吸熱: 硝酸アンモニウム(NH4NO3)を水に溶解することは吸熱です。硝酸アンモニウムのイオン結合を破壊するために必要なエネルギーは、イオンの水和によって放出されるエネルギーよりも大きい。

* 発熱: 水に水酸化ナトリウム(NAOH)を溶解することは発熱性です。ナトリウムと水酸化物イオンの強い水和によって放出されるエネルギーは、固体のイオン結合を破壊するのに必要なエネルギーを超えています。

これらは一般的な傾向であり、例外があることを覚えておくことが重要です。 各溶解プロセスの特定のエンタルピー変化は、実験的に決定する必要があります。

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