語彙
| English | 意味 |
|---|---|
| enthalpy of solution/enˈθælpi ɒv səˈluːʃn/ | 溶解エンタルピー |
| lattice energy/ˈlætɪs ˈenədʒi/ | 格子エネルギー |
| hydration/haɪˈdreɪʃn/ | 水和 |
| insoluble/ɪnˈsɒljuːbl/ | 不溶 |
| antacid/ænˈtæsɪd/ | 抗酸剤 |
溶解度（第2族）
- ionic solidが溶解するとき、2つのエネルギー変化が競合する。
- これらのバランスが溶解エンタルピーである。
- これが水酸化物と硫酸塩の傾向が逆になる理由である。
探索
第2族の溶解度実験
溶解度の傾向に基づいて第2族化合物を分類せよ。
実践
第2族水酸化物は族を下るにつれて溶解度が大きくなる。
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一方、硫酸塩は溶解度が小さくなる。
エネルギーのバランス
$$\Delta H^{\ominus}_{\text{sol}} = -\Delta H_{\text{latt}} + \Delta H_{\text{hyd}}$$
- まず格子を分解する（格子エネルギーが必要）、次にイオンを水和させる（水和熱が放出される）。
- 水和熱が概ね格子エネルギーに匹敵するか、それ以上であれば、固体は容易に溶解する。
第2族の溶解性傾向が逆になる理由
実践
溶解エンタルピーは次のように表される：
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格子エネルギーを逆転（格子の破壊）させて、水和エンタルピーを加える。
実践
固体が簡単に溶解するのは、水和エネルギーが:
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水和熱が格子解離に要するエネルギーと同等以上（またはそれ以上）放出される場合、溶解は有利となる。
実践
各溶解度の傾向を対応させよ。
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各項目は用語を正しい意味と結びつける。
逆の傾向
族を下がるにつれて両方のエネルギーは減少するが、その rates が異なる：
- 水酸化物: 小さな$\text{OH}^-$により格子エネルギーが大きく低下 → 溶解度は増加する。
- 硫酸塩: 大きな$\text{SO}_4^{2-}$により格子エネルギーはほとんど変化せず、したがって水和熱の低下が支配的となる → 溶解度は減少する。
第2族を下るにつれ、水酸化物はより溶解しやすくなるが、硫酸塩は溶解しにくくなる
実践
第2族の水酸化物は族を下に進むほど MORE 溶解度が高くなるのは:
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小さい OH⁻ イオンでは、族を下に進むにつれて格子エネルギーが急激に低下し、水和エネルギーの低下を上回る。
実践
第2族の硫酸塩は族を下に進むほど LESS 溶解度が低くなるのは:
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大きい硫酸イオンが格子エネルギーをほぼ一定に保つため、減少する水和エネルギーが傾向を支配する。
実際の観察
Example
- 水酸化物（族を下るほど溶解度が増加）: Mg(OH)₂ はほぼ不溶である——これはマグネシアミルクであり、穏やかな抗酸剤である；しかし Ba(OH)₂ はアルカリとして使用できるほど十分に溶解する。
- 硫酸塩（族を下るほど溶解度が減少）: MgSO₄ は可溶である——エプソムソルト；しかし BaSO₄ は不溶であり、これがバリウムミールがX線検査で安全に嚥下できる理由である。
したがって、同じ2つの傾向が抗酸剤、入浴用塩、および医療用X線検査を説明している。
理解できましたか
Key idea
- $\Delta H^{\ominus}_{\text{sol}} = -\Delta H_{\text{latt}} + \Delta H_{\text{hyd}}$（格子を分解してから水和させる）
- 水酸化物: 族を下るにつれ格子エネルギーが大きく低下 → 溶解度が増加 (Mg(OH)₂ 不溶 → Ba(OH)₂ 可溶)
- 硫酸塩: 格子エネルギー ≈ 一定、水和熱の低下が支配的 → 溶解度が減少 (MgSO₄ 可溶 → BaSO₄ 不溶)