高中化学常见双水解反应的离子
09月14日
浓硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾、生石灰等物质溶解时都是放热的。在溶解过程中,溶质的微粒——分子或离子不仅要互相分离而分散到溶剂中去,同时,溶解于溶剂中的溶质微粒也可以和溶剂分子生成溶剂化物,在这一过程里要放出热量。
一个是溶质的微粒——分子或离子离开固体(液体)表面扩散到溶剂中去,这一过程吸收热量,是物理过程;
另一个过程是溶质的微粒——分子或离子和溶剂分子生成溶剂化物并放出热量,这是化学过程。
这两个过程对不同的溶质来说,吸收的热量和放出的热量并不相等,当吸热多于放热,例如硝酸钾溶解在水里的时候,因为它和水分子结合的不稳定,吸收的热量比放出的热量多,就表现为吸热。在溶解时,溶液的温度就降低,反之,当放热多于吸热,例如浓硫酸、氢氧化钠固体溶解在水里的时候,因为它和水分子生成了相互稳定的化合物,放出的热量多于吸收的热量,就表现为放热,所以溶液的温度显著升高。
一种物质溶解在水里,究竟是温度升高还是降低,取决于溶解过程中两种过程所吸收或放出的热量多少,用Q放代表溶质微粒扩散所吸收的热量,用Q吸代表溶质微粒水合时放出的热量。若:
Q吸>Q放 溶液温度下降;
Q吸<Q放 溶液温度升高;
Q吸≈Q放 溶液温度无明显变化。
溶质溶解过程的热量变化,可以用仪器测得。
放热反应包括:
(1)燃烧,例:C+O2==点燃==CO2;
(2)中和反应,例:NaOH+HCl==NaCl+H2O;
(3)金属与酸反应生成氢气,例:Mg+2HCl==MgCl2+H2↑;
(4)缓慢氧化;
(5)大多数化合反应;
(6)铝热反应,例:2Al+Fe2O3==高温==2Fe+Al2O3;
(7)生石灰与水反应:CaO+H2O==Ca(OH)2;
(8)碱金属与水反应,例:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑。
质溶于水时,都要吸收大量的热。例如把硝酸钾或硝酸铵溶解在水里,就会发现溶液的温度显著降低。
另一些物质溶于水的时候,会放出大量的热,例如把苛性钠溶解在水里,或者把浓硫酸缓缓地倒进水里,就会发现溶液的温度显著升高。
物质溶解时,物质溶解,一方面是溶质的微粒——分子或离子要克服它们本身的相互之间的吸引力离开溶质,另一方面是溶解了的溶质要扩散到整个溶剂中去,这些过程都需要消耗能量,所以物质溶解时,要吸收热量。溶解过程中,温度下降原因就在于此。
如果溶解过程只是单纯的扩散,就应该全是吸热的,在溶解过程中,溶质的微粒——分子或离子不仅要互相分离而分散到溶剂中去,同时,溶解于溶剂中的溶质微粒也可以和溶剂分子生成溶剂化物(如果溶剂是水,就生成水合物)。在这一过程里要放出热量。
因此,物质溶解时,同时发生两个过程:
一个是溶质的微粒——分子或离子离开固体(液体)表面扩散到溶剂中去,这一过程吸收热量,是物理过程;
另一个过程是溶质的微粒——分子或离子和溶剂分子生成溶剂化物并放出热量,这是化学过程。
这两个过程对不同的溶质来说,吸收的热量和放出的热量并不相等,当吸热多于放热,例如硝酸钾溶解在水里的时候,因为它和水分子结合的不稳定,吸收的热量比放出的热量多,就表现为吸热,在溶解时,溶液的温度就降低。
反之,当放热多于吸热,例如浓硫酸溶解在水里的时候,因为它和水分子生成了相互稳定的化合物,放出的热量多于吸收的热量,就表现为放热,所以溶液的温度显著升高。
一种物质溶解在水里,究竟是温度升高还是降低,取决于溶解过程中两种过程所吸收或放出的热量多少用Q放代表溶质微粒扩散所吸收的热量,用Q吸代表溶质微粒水合时放出的热量。若:
Q吸>Q放 溶液温度下降
Q吸<Q放 溶液温度升高
Q吸≈Q放 溶液温度无明显变化
溶质溶解过程的热量变化,我们可以用仪器测得。
上面说的是单纯的溶解过程,我还要补充一点将是如果溶质在溶液中要发生电离或水解(例如各种电解质),同时又要吸热。而像生石灰溶解于水要与水发生反应,放出大量的热属于比较特殊的情况,不能仅理解为溶解的过程。
扩展资料:
达到(化学)平衡的溶液便不能容纳更多的溶质(当然,其他溶质仍能溶解),我们称之为这种溶质的饱和溶液。
在特殊条件下,溶液中溶解的溶质会比正常情况多,这时它便成为过饱和溶液。每份(通常是每份质量)溶剂(有时可能是溶液)所能溶解的溶质的最大值就是“溶质在这种溶剂的溶解度”。
如果不指明溶剂,通常意味着溶剂为水,比如“氯化钠的溶解度和“氯化钠在水中的溶解度”可以认为是具有同样的意思。溶解度并不是一个恒定的值。
一种溶质在溶剂中的溶解度由它们的分子间作用力、温度、溶解过程中所伴随的熵的变化以及其他物质的存在及多少所决定的,有时还与气压或气体溶质的分压有关。
因此,一种物质的溶解度最好能够表述成:“在某温度,某气压下,某物质在某物质中的溶解度为xxxx。(或在某温度,某气压下,某物质中最多能溶解某物质xx克或其他单位)”,如无指明,则温度及气压通常指的是标准状况(STP)。
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