Образование растворов происходит при растворении вещества в растворителе. Современная теория представляет процесс растворения как сложную совокупность физико-химических явлений, среди которых выделяют три основных этапа.
1. Разрушение структуры вещества (химических и межмолекулярных связей). Этот этап требует затраты энергии, поэтому он сопровождается поглощением теплоты и увеличением энтальпии системы:DНразр > 0.
2. Химическое взаимодействие растворителя с частицами вещества – сольватация (или гидратация, если растворителем является вода). При этом образуются сольваты или гидраты – нестойкие химические соединения частиц растворенного вещества с молекулами растворителя или воды в случае образования гидратов (рис. 8.3).
Рисунок 8.3 – Схема гидратации частиц при раство-рении веществ:
a) с ионной крис-таллической структурой;
б) с молекулярной кристаллической структурой
Сольватация (гидратация) является химическим взаимодействием, что подтвержается появлением признаков химических реакций при ее протекании: выделение теплоты и часто изменение окрашивания растворов. При образовании сольватов (гидратов) возникают новые связи и высвобождается энергия (выделяется теплота), следовательно, энтальпия системы уменьшается:DНсольв < 0.
3. Самопроизвольное равномерное распределение сольватов (или гидратов) в растворителе в результате диффузии. Этот процесс требует затраты энергии, поэтому энтальпия системы возрастает:DНдиф > 0.
Суммарный тепловой эффект растворения
DН =DНразр +DНсольв +DНдиф
может быть как положительным (эндотермическое растворение), так и отрицательным (экзотермическое растворение). Если в воде растворяются газы или жидкости, то энергия разрыва химических связейDНразр невелика, и растворение сопровождается выделением теплоты (DН < 0). Если растворяются кристаллические вещества, на разрушение решетки затрачивается значительная энергия. Поэтому растворение твердых веществ в воде чаще протекает с поглощением теплоты (DН > 0) и относится к эндотермическим процессам.
Ключевые слова и термины
Русский
Украинский
Английский
Французский
Арабский
гидрат
гідрат
hydrate
hydrate
??????
гидратация
гідратація
aquation
hydratation
????? ?????
кристаллизационная вода
кристалізаційна вода
crystal(lization) water
l’eau critalis?e
?????? ?????
кристаллическая решетка
кристалічна решітка (rратка)
сrystalline lattice
r?seau cristallin
???????? ???????
кристаллогидрат
кристалогідрат
crystalline hydrate
hydrat?e
???????? ????????
сольват
сольват
solvate
solvate
?????
сольватация
сольватація
solvation
solvatation
??????
Запомните!
Растворение – это совокупность физико-химических явлений.
Сольватация – химическое взаимодействие растворителя с частичками растворенного вещества.
Сольваты – нестойкие химические соединения.
Если растворителем является вода, то вместо терминов «сольватация» и «сольваты» говорят «гидратация» и «гидраты».
Контрольные вопросы
Из каких этапов состоит процесс растворения?
Какими могут быть изменение энтальпии на каждом этапе и тепловой эффект процесса растворения в целом?
Как называется взаимодействие растворителя с частичками растворенного вещества?
Задания для самостоятельной работы
Что называется сольватом:
а) нестойкое химическое соединение частичек расвореннонного вещества с молекулами растворителя; б) твердые вещества, в кристаллической решетке которых содержатся молекулы растворителя; в) система, состоящая из двух веществ, одно из которых равномерно распределено по объему другого; г) коллоидные растворы?
Как называется твердое вещество состава CuSO4.5Н2О:
