朋友们,不知道大家在生活中有没有注意到一些神奇的现象:当我们把食盐放入水中搅拌,水温似乎没有什么明显变化;但要是把硝酸铵固体加到水里,杯子外壁会变得凉凉的;而将氢氧化钠溶解于水,溶液的温度却会迅速升高。这些看似平常的溶解过程,背后却隐藏着一个有趣的化学秘密 —— 物质溶解时的热量变化。今天,咱们就一起来深入聊聊这个奇妙的话题。

可溶的物质在溶解时,常常会使溶液的温度发生改变。这表明有些物质在溶解时会出现吸热现象,有些物质在溶解时则会出现放热现象。就好比我们在冬天喝热水,热水会让我们感到温暖,这是因为热水溶解时放出了热量。那物质溶解时为什么会产生这样不同的热量效果呢?

其实,当溶质溶解时,必然会伴随两个重要的过程:溶质粒子的扩散过程和溶质粒子的水合过程。溶质粒子的扩散过程,简单来说,就是溶质的分子或离子要互相分离,分散到溶剂中去,这个过程就像我们把一堆紧密堆积的积木拆开,需要消耗能量,所以一定是吸收热量的。而溶质粒子的水合过程,则是溶质的分子或离子与溶剂分子相互作用,生成溶剂化物,这个过程就像是积木找到了新的组合伙伴,会释放出能量,所以一定是放出热量的。

也就是说,在物质溶解的过程中,吸热和放热这两个过程必然是同时发生的,只是吸收和放出的热量各不相同。对于有的溶质溶解时,扩散过程吸收的热量小于水合过程放出的热量,整体上就表现为溶液的温度升高,像我们前面提到的氢氧化钠溶解就是这种情况。反之,如果扩散过程吸收的热量大于水合过程放出的热量,溶液的温度就会降低,硝酸铵的溶解便是如此。还有一些物质,比如氯化钠,它在溶解时扩散过程吸收的热量和水合过程放出的热量大致相等,所以溶液的温度就不会发生明显变化 。

ad1 webp
ad2 webp
ad1 webp
ad2 webp