Wat is warmte van oplossing?
Warmte van oplossing, ook bekend als de enthalpiewijziging van oplossing, is de verandering in enthalpie die optreedt wanneer een gegeven opgeloste stof in een oplosmiddel wordt opgelost om een oplossing te vormen. Enthalpie is een term die in de thermodynamica wordt gebruikt om de energie in een systeem te beschrijven. Men kan niet direct de totale enthalpie van een systeem meten, dus de verandering in enthalpie wordt gebruikt voor metingen zoals warmte van oplossing in plaats van de totale enthalpie van het systeem. Er zijn verschillende processen die optreden wanneer een opgeloste stof in een oplossing wordt opgelost, en elk kan de enthalpie van de oplossing veranderen. In veel gevallen worden verschillende chemische bindingen verbroken en worden nieuwe bindingen gevormd, die allemaal leiden tot een verandering van enthalpie.
Er zijn drie primaire aspecten van het oplossen van een opgeloste stof in een oplosmiddel die bijdragen aan de warmte van de oplossing. Ten eerste, wanneer de opgeloste stof wordt toegevoegd, breken de chemische interacties die opgeloste moleculen verbinden, wat het verbruik van wat energie vereist. Vervolgens breken chemische aantrekkingen die oplosmiddelmoleculen verbinden ook wanneer de opgeloste moleculen het systeem binnenkomen, hetgeen opnieuw energieverbruik vereist. Ten slotte, nadat deze attracties zijn verbroken, worden nieuwe interacties tussen het oplosmiddel en opgeloste moleculen gevormd, wat resulteert in de afgifte van wat energie.
De eerste twee aspecten van oplossing vereisen energie-invoer en worden endotherme processen genoemd. De derde, waardoor aantrekkingen worden gevormd tussen oplosbare en opgeloste moleculen, wordt een exotherm proces genoemd, omdat het energie in het systeem afgeeft. Om de totale oplossingswarmte te bepalen, kan men eenvoudig de som van elke enthalpie-verandering nemen. In sommige gevallen vereisen de eerste twee delen van ontbinding meer energie-input dan de vorming van nieuwe attracties, wat resulteert in een proces dat in het algemeen endotherm is. In andere gevallen is de uiteindelijke afgifte van energie groter dan de energie die nodig is om de aantrekkingen van opgeloste opgeloste stof en oplosmiddel te verbreken, zodat het proces in het algemeen exotherm is.
Het is ook mogelijk om de warmte van de oplossing te meten op basis van temperatuurveranderingen in een oplossing. Een overwegend exotherm proces zal energie vrijmaken in het systeem en zal daarom de temperatuur van de oplossing verhogen. Een primair endotherm proces daarentegen zal energie verbruiken en daarom de reactietemperatuur verlagen. Als men vooraf verschillende eigenschappen van de opgeloste stof en het oplosmiddel kent, kan men de verandering in temperatuur gebruiken om de warmte van de oplossing met een redelijke nauwkeurigheid te bepalen.