13. Термодинамика процесса растворения

Согласно второму началу термодинамики при р, Т = = const вещества самопроизвольно могут растворяться в каком-либо растворителе, если в результате этого процесса энергия Гиббса системы уменьшается, т. е.

ΔG = (ΔН - TΔS) < 0.

Величину ΔН называют энтальпийным фактором, а величину TΔS - энтропийным фактором растворения.

При растворении жидких и твердых веществ энтропия системы обычно возрастает (ΔS > 0), так как растворяемые вещества из более упорядоченного состояния переходят в менее упорядоченное. Вклад энтропийного фактора, способствующий увеличению растворимости, особенно заметен при повышенных температурах, потому что в этом случае множитель Т велик и абсолютное значение произведения TΔS также велико, соответственно возрастает убыль энергии Гиббса.

При растворении газов в жидкости энтропия системы обычно уменьшается (ΔS < 0), так как растворяемое вещество из менее упорядоченного состояния (большого объема) переходит в более упорядоченное (малый объем). Снижение температуры благоприятствует растворению газов, потому что в этом случае множитель Т мал и абсолютное значение произведения TΔS будет тем меньше, а убыль энергии Гиббса тем больше, чем ниже значение Т.

В процессе образования раствора энтальпия системы также может как увеличиваться (NaCI), так и уменьшаться (КОН). Изменение энтальпии процесса растворения нужно рассматривать в соответствии с законом Гесса как алгебраическую сумму эндо и экзотермических вкладов всех процессов, сопровождающих процесс растворения. Это эндотермические эффекты разрушения кристаллической решетки веществ, разрыва связи молекул, разрушения исходной структуры растворителя и экзотермические эффекты образования различных продуктов взаимодействия, в том числе сольватов.

Для простоты изложения приращение энтальпии растворения ΔН_раств можно представить как разность энергии Е_кр, затрачиваемой на разрушение кристаллической решетки растворяемого вещества, и энергии Е_сол, выделяющейся при сольватации частиц растворенного вещества молекулами растворителя. Иначе говоря, изменение энтальпии представляет собой алгебраическую сумму изменения энтальпии ΔН_кр в результате разрушения кристаллической решетки и изменения энтальпии ΔН_сол за счет сольватации частицами растворителя:

ΔН_раств = ΔН_кр + ΔН_сол,

где ΔН_раств - изменение энтальпии при растворении.

Однако растворение благородных газов в органических растворителях нередко сопровождается поглощением теплоты, например гелия и неона в ацетоне, бензоле, этаноле, циклогексане.

При растворении твердых веществ с молекулярной кристаллической структурой и жидкостей молекулярные связи не очень прочные, и поэтому обычно ΔН_сол > ΔН_кр Это приводит к тому, что растворение, например, спиртов и сахаров представляет собой экзотермический процесс (ΔН_раств < 0).

При растворении твердых веществ с ионной решеткой соотношение энергий Е_кр и Е_сол могут быть различным. Однако в большинстве случаев энергия, выделяемая при сольватации ионов, не компенсирует энергию, затрачиваемую на разрушение кристаллической решетки, следовательно, и процесс растворения является эндотермическим.

Таким образом, термодинамические данные позволяют прогнозировать самопроизвольное растворение различных веществ на основе первого и второго начал термодинамики.

Авторы: Дроздова М.В., Дроздов

<< Назад: Процесс растворения

>> Вперед: Растворимость

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Конституционное право зарубежных стран. Шпаргалка

▪ Социальная педагогика. Шпаргалка

▪ Факультетская педиатрия. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Уличная точка доступа Zyxel 802.11ax (Wi-Fi 6) 30.11.2021 Компания Zyxel Networks в Украине представила новую влагозащищенную уличную точку доступа стандарта 802.11ax (Wi-Fi 6). Преимущество стандарта 802.11ax заключается в использовании несколько передовых технологий. Например, Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (ODFMA), повторное пространственное использование spatial reuse и Basic Service Set coloring (BSS), известная как цветовая кодировка. Zyxel NWA55AXE - полноценная точка доступа Wi-Fi 6, с поддержкой основных функций 802.11ax, повышающих производительность и емкость беспроводной сети. За счет одновременной передачи данных нескольким клиентам NWA55AXE обеспечивает максимальную эффективность и полностью устраняет "конкуренцию" за канал между беспроводными устройствами. Zyxel NWA55AXE функционирует в двух частотных диапазонах: 2,4 ГГц и 5 ГГц со скоростью передачи данных до 1775 Мбит/сек. Это означает высокую скорость при больших объемах передаваемого трафика и высокой плотности пользовательских устройств. Точка доступа позволяет расширить покрытие беспроводной сети и эффективнее внедрять "Интернет вещей". Устройство соответствует стандарту IP55 - новинка защищена от атмосферных воздействий и суровых условий окружающей среды. Устройство представляет собой оптимальное решение для расширения беспроводной сети за пределами зданий. Используемая технология Zyxel Smart Mesh не только формирует динамические беспроводные каналы между точками доступа для расширения покрытия, но также может обеспечивать беспроводное соединение от одного здания к другому. Из-за частотной "конкуренции" с сигналом сотовых сетей производительность Wi-Fi постепенно падает. Скорость передачи данных уменьшается. Для решения этой проблемы и снижения помех до минимума точка доступа NWA55AXE оснащена специальными фильтрами. Это позволяет свободно размещать устройство вблизи антенн 4G/5G.

Другие интересные новости:

▪ Секрет прочности древнеримского бетона

▪ TWS-наушники Urbanista Phoenix с встроенной солнечной батареей

▪ Авиамодель пересекла Атлантику

▪ Вред от электронных сигарет перевешивает пользу

▪ Электронная кожа с LED-индикацией

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Антенны. Подборка статей

▪ статья Генрих Гейне. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какие аллюзии на французское кино обнаруживаются во время исполнения песни 33 коровы? Подробный ответ

▪ статья Подбел гибридный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Терморегулятор EBERLE Fre 525 22. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Многофункциональные микросхемы серии МC34118 для телефонных аппаратов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026