Chimie coloidă
Hidrați și solvați.
Când multe substanțe se dizolvă, moleculele sau ionii lor se leagă de moleculele solventului, formând compuși numiți solvați (de la soluția latină - pentru a se dizolva). Acest proces se numește solvație.
În cazul particular în care solventul este apă. acești compuși se numesc hidrați. și chiar procesul de formare a acestora este hidratarea.
În funcție de natura substanței dizolvate, solvații se pot forma în diferite moduri.
1. Când se dizolvă substanțe cu structură ionică, moleculele de solvenți sunt ținute în apropierea ionului prin atracție electrostatică. În acest caz se vorbește despre interacțiunea ion-dipol.
2. O interacțiune donor-acceptor poate avea loc. Aici, ionii substanței dizolvate acționează de obicei ca acceptori și moleculele solventului servesc ca donatori de perechi de electroni. În această interacțiune, pot participa solvenți, ale căror molecule au perechi de electroni împărțite (de exemplu, apă, amoniac).
3. Când substanțele dizolvate cu structură moleculară se dizolvă, solvații se formează datorită interacțiunii dipol-dipol. Dipolii substanței dizolvate pot fi constante în același timp (pentru substanțele cu molecule polare) sau induse (pentru substanțele cu molecule nepolare).
Cristalul se hidratează
Substanțele ale căror cristale includ molecule de apă se numesc hidrați cristalini. iar apa conținută în ele este apa de cristalizare.
Compoziția hidraților cristalini este reprezentată de obicei prin formule care arată cât de multă apă cristalizată conține hidrat cristalin.
- sulfat de cristal hidrat (sulfat de cupru), care conține o moleculă de gram de CuSO4 și cinci grame de molecule de apă, este reprezentat prin formula CuS04.5H20;
- Sarea de hidrat de sulfat de sodiu (sarea lui Glauber) este reprezentată de formula Na2S04 · 10H2O.
- Alum alumocalic poate fi reprezentat de formula: K2SO4 · Al2 (SO4) 3 · 24H2O sau după o reducere de două: KAl (SO4) 2 · 12H2O
Proprietățile hidraților
Hidrații. ca regulă, compuși instabili, care în multe cazuri se descompun chiar și în timpul evaporării soluțiilor.
Dar, uneori, hidrații sunt atât de puternici încât atunci când substanța dizolvată este extrasă din soluție, apa face parte din cristalele ei.
Rezistența legăturii dintre substanță și apa de cristalizare din hidrații cristalini este diferită. Mulți dintre aceștia pierd deja apa de cristalizare la temperatura camerei.
Astfel, cristalele transparente de soda de in, (Na2CO3 · 10H2O), dacă sunt lăsate să stea în aer, foarte ușor "erodează", adică pierderea apei, devine plictisitoare și treptat împrăștiate în pudră. Pentru a deshidrata alte hidrați cristalini, este necesară o încălzire destul de puternică.
Efectele termice ale dizolvării și hidratării
Cantitatea de căldură absorbită (sau eliberată) când un gram de substanță este dizolvată se numește căldura de dizolvare a acestei substanțe.
Căldura de dizolvare are o valoare negativă, dacă dizolvarea absoarbe căldura și pozitivă - când este eliberată căldura. De exemplu, căldura de dizolvare a azotatului de amoniu este de -6,32 kcal / mol. hidroxid de potasiu +13,3 kcal / mol.
Procesul de dizolvare este însoțit de o creștere semnificativă a entropiei sistemului, deoarece, ca urmare a distribuției uniforme a particulelor unei substanțe într-alta, numărul microstațiilor sistemului crește puternic. Prin urmare, în ciuda dizolvării endotermice a majorității cristalelor, schimbarea potențialului izobaric al sistemului este negativă, iar dizolvarea are loc în mod spontan.
Când cristalele se dizolvă, are loc distrugerea și distribuția moleculelor (sau a ionilor) în toată masa de solvenți, ceea ce necesită cheltuieli de energie. Prin urmare, dizolvarea trebuie să fie însoțită de absorbția căldurii. Dacă se observă efectul invers, arată că, simultan cu dizolvarea, se produce un alt proces.
Procesul de formare a hidratului are loc cu eliberarea căldurii. Atunci când se dizolvă o substanță care suferă o hidratare, efectul termic general se adaugă prin efectul de dizolvare termică și efectul de hidratare termică.
Deoarece primul dintre aceste procese este endotermic și al doilea este exotermic, efectul termic total al procesului de dizolvare, egal cu suma algebrică a proceselor individuale, poate fi fie pozitiv, fie negativ.
Cuprins
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: