محاسبه آنتالپی انحلال
چکیده:
در درس های قبل پیرامون آنتالپی انحلال و شرایط مساعد بودن آن در پیشرفت انحلال بحث کردیم. در این درس به نحوه محاسبه این کمیت پرداخته و مراحل آن را با هم مرور می کنیم.
شرح درس:
• به تغییر آنتالپی مربوط به حل شدن یک مول حل شونده در مقدار زیادی حلال، گرمای انحلال یا آنتالپی انحلال می گویند.
از آنجا که آنتالپی برخی از مواد در آب کم می باشد، مقدار حلال در این تعریف محدود نمی شود تا این اطمینان به دست بیاید که برای حل شدن کامل یک مول از ماده مورد نظر، به اندازه کافی حلال موجود است.
انحلال یک ترکیب کووالانسی در آب از دید مولکولی شامل سه مرحله است:
مرحله اول: جدا شدن مولکول های حل شونده از یکدیگر؛ این مرحله در صورتی محقق می شود که جاذبه بین ذره ای در حل شونده شکسته شود و ذرات آن از یکدیگر جدا گردند. این کار با صرف انرژی همراه بوده و گرماگیر است. تغییر آنتالپی این فرایند را ∆H1 در نظر می گیریم.
مرحله دوم: جدا شدن مولکول های آب از یکدیگر؛ این مرحله نیز منوط به شکستن جاذبه بین مولکول های حلال بوده و گرماگیر است. تغییر آنتالپی این مرحله را ∆H2 می نامیم.
مرحله سوم: پراکنده شدن همگن مولکول های حل شونده بین مولکول های آب؛ این مرحله با تشکیل پیوند بین ذرات حل شونده و حلال و آزاد شدن انرژی همراه می باشد. بنابراین گرماده بوده و علامت تغییر آنتالپی آن (∆H3 ) منفی است.
با توجه به این مراحل سه گانه، مقدار آنتالپی انحلال را برای یک ترکیب کووالانسی می توان این طور نوشت:
توجه: فرایند انحلال در صورتی گرماگیر است که مجموع تغییر آنتالپی های مراحل اول و دوم از تغییر آنتالپی مرحله سوم بزرگتر باشد. اما اگر تغییر آنتالپی مرحله سوم از مجموع تغییر آنتالپی های دو مرحله قبل از خود بزرگتر باشد، فرایند انحلال گرماده است.
در انحلال ترکیب های یونی نیز، مقدار آنتالپی انحلال از جمع جبری گرمای لازم برای فروپاشی شبکه بلوری ( انرژی شبکه بلور ) و گرمای آزاد شده بر اثر آب پوشی یون ها (انرژی آب پوشی) به دست می آید.
مثال: اگر بر اثر حل شدن ١٢/٧ گرم نقره فلوئورید در آب، مقدار ٢/٠٥ کیلوژول گرما آزاد شود و انرژی شبکه بلور آن برابر 911 کیلوژول بر مول باشد، آنتالپی آبپوشی آن، چند کیلوژول بر مول است؟ (Ag=108,F=19g.mol-1)
مرکز یادگیری سایت تبیان – تهیه و تنظیم: مهسا شاه حسینی
