溶液の熱とは？

溶液のエンタルピー変化としても知られる溶液の熱は、特定の溶質が溶媒に溶解して溶液を形成するときに発生するエンタルピーの変化です。エンタルピーは、システム内のエネルギーを記述するために熱力学で使用される用語です。システムの総エンタルピーを直接測定することはできないため、エンタルピーの変化は、システムの総エンタルピーではなく、溶液の熱などの測定に使用されます。溶質が溶液に溶解し、それぞれが溶液のエンタルピーを変更できるときに発生するいくつかのプロセスがあります。多くの場合、さまざまな化学結合が壊れており、新しい結合が形成され、そのすべてがエンタルピーの変化をもたらします。

溶媒中の溶質の溶解には、溶液の熱に寄与する3つの主要な側面があります。まず、溶質が追加されると、溶質分子をリンクする化学的相互作用が破壊され、ある程度のエネルギーの消費が必要です。次に、溶媒を結び付ける化学的アトラクション溶質分子がシステムに入ると分子も壊れ、再びエネルギー消費が必要です。最後に、これらのアトラクションが壊れた後、溶媒分子と溶質分子の間の新しい相互作用が形成され、エネルギーが放出されます。

溶解の最初の2つの側面には、エネルギー入力が必要であり、吸熱プロセスと呼ばれます。溶媒分子と溶質分子の間にアトラクションが形成される3番目は、エネルギーをシステムに放出するため、発熱プロセスと呼ばれます。溶液の総熱を決定するために、各エンタルピー変化の合計を単純に取ることができます。場合によっては、溶解の最初の2つの部分では、新しいアトラクションリリースの形成よりも多くのエネルギー入力が必要であり、全体的に吸熱性のプロセスが生じます。他の人では、エネルギーの最終放出は、溶質 - 溶媒と溶媒溶媒を破壊するために必要なエネルギーよりも大きいアトラクション、そのため、プロセスは全体的に発熱性です。

溶液の温度変化に基づいて溶液の熱を測定することもできます。主に発熱プロセスはシステムにエネルギーを放出するため、溶液の温度が上昇します。一方、主に吸熱プロセスはエネルギーを消費し、したがって、反応の温度を低下させます。事前に溶質と溶媒のさまざまな特性を知っている場合、温度の変化を使用して、溶液の熱を合理的な精度で決定できます。