Co je teplo řešení?

Teplo roztoku, také známé jako změna entalpie roztoku, je změna entalpie, ke které dochází, když je daná solut rozpuštěna v rozpouštědle za vzniku roztoku. Enthalpy je termín používaný v termodynamice k popisu energie v systému. Nelze přímo měřit celkovou entalpii systému, takže změna entalpie se používá pro měření, jako je teplo roztoku, spíše než celková entalpie systému. Když je rozpuštěná látka v roztoku rozpuštěna v roztoku, dochází k několika procesům a každý z nich je schopen změnit entalpii roztoku. V mnoha případech se ruší řada chemických vazeb a vytvářejí se nové vazby, což vše vede ke změně entalpie.

Existují tři primární aspekty rozpouštění solutu v rozpouštědle, které přispívají k teplu roztoku. Nejprve, když se přidá solut, chemické interakce spojující molekuly solutu se rozpadnou, což vyžaduje spotřebu určité energie. Dále, chemické atrakce spojující molekuly rozpouštědla se také zlomí, když molekuly solutu vstupují do systému, což opět vyžaduje spotřebu energie. Nakonec se po přerušení těchto atrakcí vytvoří nové interakce mezi molekulami rozpouštědla a solutu, což vede k uvolnění určité energie.

První dva aspekty rozpouštění vyžadují přívod energie a jsou označovány jako endotermické procesy. Třetí, díky kterému se tvoří atrakce mezi molekulami rozpouštědla a solutu, se označuje jako exotermický proces, protože uvolňuje energii do systému. Pro stanovení celkového tepla roztoku lze jednoduše vzít součet každé změny entalpie. V některých případech vyžadují první dvě části rozpouštění více energie než vytváření nových atrakcí, což vede k endotermickému procesu. V jiných je konečné uvolnění energie větší než energie potřebná k přerušení atrakcí solut-solut a rozpouštědlo-rozpouštědlo, takže proces je celkově exotermický.

Je také možné měřit teplo roztoku na základě teplotních změn v roztoku. Převážně exotermický proces uvolní energii do systému, a proto zvýší teplotu roztoku. Na druhé straně primárně endotermický proces spotřebovává energii, a proto snižuje teplotu reakce. Pokud někdo předem pozná různé vlastnosti solutu a rozpouštědla, lze pomocí změny teploty určit teplotu roztoku s přiměřenou přesností.