Теплообмен при растворении веществаРастворением называется физико-химический процесс перехода твердого вещества в раствор. Растворение связано с изменением свободной энергии системы и сопровождается тепловым эффектом. Тепловой эффект растворения является результатом одновременного протекания двух стадий процесса: · стадии разрушения кристаллического вещества на ионы; · стадии сольватации (гидратации) ионов. Согласно закона Гесса, тепловой эффект не зависит от пути процесса и определяется только исходным и конечным состоянием системы, т.е.:
где Drр – теплота растворения; Drг – теплота гидратации; u – энергия решетки. Из этого следует, что в зависимости от соотношения величин u и Drг процесс растворения может протекать как с выделением, так и с поглощением тепла. При u > Drг, Drр > 0 – растворение происходит с выделением тепла; при u < Drг, Drр < 0 – растворение происходит с поглощением тепла. Изменение температуры системы при растворении вещества можно рассчитать по формуле:
где M0 – масса растворенного вещества; V – объем жидкости; T0 – температура жидкости до растворения вещества; T1 – температура жидкости после растворения вещества; С, r - удельная теплоемкость и плотность жидкости. Кристаллизация вещества из раствора сопровождается таким же по величине, как и растворение, тепловым эффектом, но имеющим обратный знак.
|
, (8)
, (9)
