Растворимость соединений группы 2
Введено| English | Значение |
|---|---|
| enthalpy of solution/enˈθælpi ɒv səˈluːʃn/ | энтальпия растворения |
| lattice energy/ˈlætɪs ˈenədʒi/ | энергия кристаллической решётки |
| hydration/haɪˈdreɪʃn/ | гидратация |
| insoluble/ɪnˈsɒljuːbl/ | нерастворимый |
| antacid/ænˈtæsɪd/ | антацидное средство |
Растворимость (Группа 2)
- При растворении ионного твердого вещества конкурируют два энергетических процесса.
- Их баланс составляет энтальпия раствора.
- Это объясняет, почему растворимость гидроксидов и сульфатов имеет противоположные тенденции.
Опыт по растворимости группы 2
Классифицируйте соединения группы 2 по тренду растворимости.
Гидроксиды элементов 2-й группы становятся более растворимыми при движении вниз по группе.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
В то время как сульфаты становятся менее растворимыми.
Энергетический баланс
- сначала разрушить кристаллическую решётку (тратится энергия решётки), затем гидратировать ионы (выделяется энергия гидратации).
- Если гидратация примерно соответствует или превышает энергию решётки, твёрдое вещество легко растворяется.
Почему тенденции растворимости элементов группы 2 противоположны
Энтальпия растворения определяется по формуле:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Вы вычитаете энергию кристаллической решетки (для ее разрушения) и добавляете энтальпию гидратации.
Твердое вещество легко растворяется, когда энергия гидратации:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Если гидратация выделяет столько же (или больше) энергии, чем требуется для разрушения кристаллической решётки, растворение является выгодным.
Соотнесите каждый тренд растворимости.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Каждый пункт связывает термин с его верным значением.
Противоположные тенденции
Вниз по группе обе энергии уменьшаются, но с разной скоростью:
- гидроксиды: малый $\text{OH}^-$ означает, что энергия решётки резко падает → растворимость увеличивается.
- сульфаты: большой $\text{SO}_4^{2-}$ означает, что энергия решётки почти не меняется, поэтому доминирует снижение энергии гидратации → растворимость уменьшается.
Вниз по группе 2 гидроксиды становятся более растворимыми, а сульфаты — менее
Гидроксиды группы 2 становятся БОЛЕЕ растворимыми вниз по группе, потому что:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
С малым ионом OH⁻ энергия решетки резко падает вниз по группе, перевешивая падение энергии гидратации.
Сульфаты группы 2 становятся МЕНЕЕ растворимыми вниз по группе, потому что:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Большой сульфат-ион делает энергию решетки почти постоянной, поэтому снижающаяся энергия гидратации определяет тренд.
Что мы видим на практике
- Гидроксиды (более растворимые вниз по группе): Mg(OH)₂ практически нерастворим — это молочко магния, мягкое средство от изжоги; но Ba(OH)₂ растворяется достаточно хорошо, чтобы использоваться как щелочь.
- Сульфаты (менее растворимые вниз по группе): MgSO₄ растворим — эпсомитская соль; но BaSO₄ нерастворим, именно поэтому бариевый муч безопасен для проглатывания при рентгенографии.
Таким образом, те же две тенденции объясняют действие средства от изжоги, соли для ванн и медицинского рентгена.
Вы поняли
- $\Delta H^{\ominus}_{\text{sol}} = -\Delta H_{\text{latt}} + \Delta H_{\text{hyd}}$ (разрушение решётки, затем гидратация)
- гидроксиды: энергия решётки резко падает вниз по группе → более растворимые (Mg(OH)₂ нерастворим → Ba(OH)₂ растворим)
- сульфаты: энергия решётки ≈ постоянна, снижение гидратации доминирует → менее растворимые (MgSO₄ растворим → BaSO₄ нерастворим)