Теплота розчинення і гідратації - рішення задач, контрольних

розчиненні речовини відбувається поглинання або виділення енергії, яку зазвичай висловлюють в теплових одиницях. Розчинення твердої речовини супроводжується руйнуванням його кристалічної решітки, що пов'язано з витратою енергії. Крім руйнування кристалічної решітки, при розчиненні відбувається з'єднання молекул або іонів речовини, що розчиняється з молекулами розчинника. Цей процес називається сольватацией; якщо розчинником служить вода - гідратацією. Процес сольватации супроводжується виділенням енергії. Таким чином, при розчиненні відбуваються два процеси: один супроводжується поглинанням теплоти, інший - виділенням її. Загальний тепловий ефект розчинення складається підсумовуванням тепла обох процесів. Він буває позитивним, якщо кількість виділеної внаслідок сольватації теплоти більше кількості теплоти, що витрачається на руйнування кристалічної решітки. Навпаки, він буває негативним, якщо кількість поглинається теплоти більше кількості виділеної теплоти. Кількість теплоти, що виділяється або поглинається при розчиненні 1 моль речовини, називається теплотою розчинення. Позначимо через Qt теплоту сольватації, через Qa теплоту руйнування кристалічної решітки. Тоді Q - Qi + (-Qt) = Qi - Qt (1) В залежності від абсолютних значень величин сумарний тепловий ефект Qi позитивний, якщо Qi> Q "і негативний, якщо Кількість виділеної або поглинається при розчиненні теплоти прямо пропорційно кількості розчиняється речовини. Тоді залежність між кількістю теплоти і кількістю речовини виразиться рівнянням: 1

Qfdx. (2) Розглянемо приклади розрахунків, пов'язаних з тепловим ефектом розчинення. Приклад 1. При розчиненні 10 г хлориду калію KG в 300 г води температура знизилася на 2СС. Обчислити теплоту розчинення хлориду калію. Рішення. Кількість теплоти, необхідної для нагрівання 1 г речовини на називається теплоємністю речовини. Позначимо її буквою С. Розмірність її дж, / г-град. При нагріванні або охолодженні тіла кількість поглинається або втрачається теплоти дорівнює добутку теплоємності речовини на його масу і зміна температури, що в математичній формі може бути виражено так: ТЕПЛОТА РОЗЧИНЕННЯ І гідратації так як Сп, о »4,187 дж1г-град, то з урахуванням значень т і At, зазначених в умові завдання, знайдемо: вставляючи це значення q в рівняння (2), отримуємо. = Qkc- - ^ - = 2512 дж Звідси - 18590 дж / моль - 18,59 кДж / моль Приклад 2. Теплота розчинення кристалогідрату CaClj • GHjO дорівнює 18,00 кДж. При розчиненні 5 г безводної солі в -100води температура підвищилася на 1,96 град. Обчислити теплоту гідратації хлориду кальцію СаС1. Рішення. Обчислюємо, чому дорівнює теплота розчинення безводної солі. З рівняння (2) випливає, що ТЕПЛОТА РОЗЧИНЕННЯ І гідратації Згідно з умовою задачі 32,84 кДж pcaci, = 111 г / моль; т (за умовою) «5 г Звідси 72,88 кДж! моль Обчислюємо, чому дорівнює теплота гідратації CaCl, (Qi) З рівняння (1) випливає: Ql = Q + Q. Q, (теплота руйнування кристалічної решітки CaQ |) дорівнює теплоті розчинення кристалогідрату CaQ, '6Н, 0, а саме 18,00 кДж / моль. Отже, Qi = »72,88 кДж / моль +18,00 кДж! Моль =« 90,88 кДж / моль