Теплота растворения и гидратации
По этой ссылке вы найдёте полный курс лекций по математике:
| Решение задач по математике |
растворении вещества происходит поглощение или выделение энергии, которую обычно выражают в тепловых единицах. Растворение твердого вещества сопровождайся разрушением его кристаллической решетки, что связано с затратой энергии. Помимо разрушения кристаллической решетки, при растворении происходит соединение молекул или ионов растворяемого вещества с молекулами растворителя. Этот процесс называется сольватацией; если растворителем служит вода — гидратацией.
Процесс сольватации сопровождается выделением энергии. Таким образом, при растворении происходят два процесса: один сопровождается поглощением теплоты, другой — выделением ее. Общий тепловой эффект растворения складывается суммированием теплит обоих процессов. Он бывает положительным, если количество выделяемой вследствие сольватации теплоты больше количества теплоты, затрачиваемой на разрушение кристаллической решетки.
Наоборот, он бывает отрицательным, если количество поглощаемой теплоты больше количества выделяемой теплоты. Количество теплоты, выделяемое или поглощаемое при растворении 1 моль вещества, называется теплотой растворения. Обозначим через Qt теплоту сольватации, через Qa теплоту разрушения кристаллической решетки. Тогда Q — Qi + (—Qt) = Qi — Qt (1) В зависимости от абсолютных значений величин суммарный тепловой эффект Qi положительный, если Qi > Q„ и отрицательный, если Количество выделяемой или поглощаемой при растворении теплоты прямо пропорционально количеству растворяющегося вещества.
Тогда зависимость между количеством теплоты и количеством вещества выразится уравнением: 1~Qfdx .
Возможно вам будут полезны данные страницы:
(2) Рассмотрим примеры расчетов, связанных с тепловым эффектом растворения. Пример 1. При растворении 10 г хлорида калия KG в 300 г воды температура понизилась на 2СС. Вычислить теплоту растворения хлорида калия. Решение. Количество теплоты, требуемой для нагревания 1 г вещества на называется теплоемкостью вещества. Обозначим ее буквой С.
Размерность ее дж,/г-град. При нагревании или охлаждении тела количество поглощаемой или теряемой теплоты равно произведению теплоемкости вещества на его массу и изменение температуры, что в математической форме может быть выражено так: ТЕПЛОТА РАСТВОРЕНИЯ И ГИДРАТАЦИИ так как Сн,о» 4,187 дж1г-град, то с учетом значений т и At, указанных в условии задачи, найдем: Вставляя это значение q в уравнение (2), получаем: ? = Qkc- -^- = 2512 дж Отсюда — 18590 дж/моль - 18,59 кдж/моль Пример 2. Теплота растворения кристаллогидрата CaClj • GHjO равна 18,00 кдж.
| При растворении 5 г безводной соли в -100воды |
температура повысилась на 1,96 град. Вычислить теплоту гидратации хлорида кальция СаС1,. Решение. Вычисляем, чему равняется теплота растворения безводной соли. Из уравнения (2) следует, что ТЕПЛОТА РАСТВОРЕНИЯ И ГИДРАТАЦИИ Согласно условию задачи 32,84 кдж pcaci, = 111 г/моль; т (по условию) «5 г Отсюда 72,88 кдж!моль Вычисляем, чему равняется теплота гидратации CaCl, (Qi) Из уравнения (1) следует: Ql = Q + Q. Q, (теплота разрушения кристаллической решетки CaQ|) равняется теплоте растворения кристаллогидрата CaQ,' 6Н,0, а именно 18,00 кдж/моль. Следовательно, Qi =» 72,88 кдж/моль +18,00 кдж!моль =« 90,88 кдж/моль