Теплота растворения

Теплота растворения (ΔHраств.) – тепловой эффект образования любого не идеального раствора независимо от агрегатного состояния компонентов.
Идеальный жидкий раствор:
Теплоту растворения, отнесенную к 1 моль растворяемого вещества, называют молярной теплотой растворения (ΔHm , кДж/моль).
Теплота растворения единицы массы растворенного вещества – удельная (ΔHуд , кДж/кг или кДж/г).

Теплота растворения зависит
от агрегатного состояния растворителя и растворенных веществ;
от концентрации раствора;
от того, были ли компоненты раствора взяты в чистом виде или один из них добавлялся в раствор с некоторой начальной концентрацией;
от температуры (при Р=const).

Зависимость теплоты растворения от агрегатного состояния компонентов раствора
Теплота растворения твердых тел в жидкости складывается из тепловых эффектов разрушения кристаллической решетки и сольватации ионов:
ΔHраств.= ΔHкр.реш.+ ΔHсольв. (< 0 >)
ΔHКР.РЕШ. > 0
ΔHСОЛЬВ. < 0
Теплоnта растворения жидкости в жидкости (теплота смешения) обуславливается взаимодействием частиц растворяемого вещества с молекулами растворителя, т.е. процессом сольватации:
ΔHСМЕШ. = ΔHСОЛЬВ. < 0

Тепловой эффект растворения газа в жидкости может быть представлен в виде суммы двух слагаемых – теплоты конденсации газа и теплоты сольватации его молекул:
ΔHРАСТВ. = ΔHКОНД. + ΔHСОЛЬВ. ( < 0)
ΔHКОНД. < 0
ΔHСОЛЬВ. < 0
Если при растворении газа изменяется молекулярное состояние, например, происходит диссоциация молекул, то необходимо учитывать и тепловой эффект соответствующего процесса.

Зависимость теплоты растворения от концентрации раствора

Интегральные теплоты растворения
некоторых солей в воде

Первой интегральной теплотой растворения (ΔH0) называется тепловой эффект растворения 1 моль вещества в бесконечно большом количестве растворителя с образованием предельно разбавленного раствора.
Последняя (полная) интегральная теплота растворения (ΔHS) – тепловой эффект растворения 1 моль вещества в таком объеме растворителя, чтобы получился насыщенный раствор.

Интегральные теплоты растворения при бесконечном разбавлении (m –> 0) и насыщении (m = S)

Добавление воды к раствору сопровождается теплотой разведения.
Интегральная теплота разведения – тепловой эффект при разбавлении раствора, содержащего 1 моль вещества, до бесконечного разведения.

Промежуточная теплота разведения – тепловой эффект разбавления раствора, содержащего 1 моль вещества, от моляльной концентрации m2 до меньшей концентрации m1.

Дифференциальная (парциальная) теплота растворения - тепловой эффект от растворения 1 моля вещества в бесконечно большом объеме раствора с некоторой постоянной концентрацией ( ).
Интегральная теплота растворения складывается из дифференциальных теплот компонентов раствора с учетом их количества.
1 – растворитель
2 – растворенное вещество

ДТР характеризует изменение энтальпии растворения при добавлении к раствору 1 моля растворенного вещества при условии столь большого объема раствора, что его концентрация остается постоянной.