Свободная энергия растворения
| English | Русский |
|---|---|
| dissolution/ˌdɪsəˈluːʃn/ | растворение |
Почему одни соли растворяются, а другие нет
- Поваренная соль исчезает в воде; мел лишь слегка.
- Здесь участвуют и тепло, и беспорядок растворения.
- Вместе они решают, является ли растворение выгодным.
- То же правило свободной энергии применяется и к растворению.
Растворение как процесс
- Растворение имеет свою собственную $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$.
- Если $\Delta G < 0$, растворение выгодно.
- Вклад вносят и энтальпия, и энтропия растворения.
Растворение выгодно, когда его $\Delta G$...
$\Delta G < 0$ означает, что растворение выгодно.
То, насколько выгодно растворяется соль, зависит от...
$\Delta G$ объединяет оба $\Delta H$ и $\Delta S$.
Беспорядок способствует растворению
- Растворение обычно увеличивает энтропию, так как упорядоченное твердое вещество рассеивается.
- Эта положительная $\Delta S$ толкает $\Delta G$ в сторону отрицательных значений.
- Поэтому многие соли растворяются даже при затрате тепла.
Растворение твердого вещества обычно увеличивает энтропию.
Упорядоченное твердое вещество распространяется в растворе.
Распространение упорядоченного твердого вещества в растворе представляет собой увеличение ____.
Расширение повышает энтропию.
Тепло может идти в любую сторону
- Некоторые соли выделяют тепло при растворении; другие поглощают его.
- Эндотермическое растворение все еще может быть выгодным, если побеждает энтропия.
- Баланс этих двух величин задает $\Delta G$.
Эндотермическое растворение может быть выгодным, если...
Большое $T\Delta S$ может перекрыть положительный $\Delta H$.
Соль растворяется эндотермически ($\Delta H > 0$), но с большой прибылью по энтропии. Может ли она всё равно раствориться?
- Положительная $T\Delta S$ может преодолеть положительный $\Delta H$.
- Так что $\Delta G < 0$ становится отрицательным, и соль растворяется.
Растворится ли оно?
Отсортируйте каждый случай по признаку термодинамической выгодности растворения.
Повышение температуры усиливает член $T\Delta S$, часто помогая твердому веществу растворяться.
Большее $T\Delta S$ делает $\Delta G$ более отрицательным.
Эндотермическое растворение (которое ощущается холодным) может по-прежнему быть выгодным, если увеличение энтропии достаточно велико — не считайте, что эндотермия означает «не будет растворяться». И для растворения важны как $\Delta H$, так и $\Delta S$. Более высокая температура усиливает член $T\Delta S$, часто помогая твердому веществу раствориться.
Растворение подчиняется $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$, как и любой процесс. Растворение обычно повышает энтропию (положительный $\Delta S$, который делает $\Delta G$ отрицательным), поэтому даже эндотермическое растворение может быть выгодным, если эта прибыль по энтропии достаточно велика.