Энтальпии образования ионов, электролитов и сложных веществ в растворе

Энтальпия образования иона – энергетический эффект реакции синтеза его из простых веществ, взятых в их наиболее устойчивых термодинамических состояниях при внешнем давлении 1 атм и данной температуре.

Например, стандартная энтальпия образования нитрат-иона при T = 298,15K представляет собой энергетический эффект реакции

1/2N₂(г) + 2H₂(г) – e^– + aq → NH₄⁺(р-р)

и обозначается Δ_fH°(298, NH₄⁺, р-р) = –31,740 ккал/моль.

Стандартная энтальпия образования иона водорода в водном растворе принята равной нулю при любой температуре:

1/2H₂(г) + H₂O(ж) – e^– → H₃O⁺(р-р),

Δ_fH°(T, H₃O⁺, р-р) = 0.

Энтальпия образования электролита в растворе равна сумме энтальпий образования соответствующих ионов.

Например, стандартная энтальпия образования нитрата калия в водном растворе при T = 298,15K равна:

Δ_fH°(298, KNO₃, р-р) = Δ_fH°(298, K⁺, р-р) + Δ_fH°(298, NO₃^–, р-р) = –60,270 + (–49,371) = –109,64 ккал/моль.

Энтальпия образования сложного вещества в растворе представляет собой сумму энтальпии образования этого вещества и его интегральной энтальпии растворения в данном растворителе.

Например, стандартная энтальпия образования гидроксида калия в водном растворе при T = 298,15K равна:

Δ_fH°(298, KOH, р-р) = Δ_fH°(298, KOH, к) + Δ_solH°(298, KOH·∞H₂O, р-р) = –101,80 + (–13,219) = –115,02 ккал/моль.

Задачи по теме:

Рассчитайте стандартную энтальпию образования гидроксида натрия в водном растворе при T = 298,15K.

Решение:

Находим в справочнике термодинамических величин значения стандартной энтальпии образования кристаллического гидроксида натрия при T = 298,15K и стандартной энтальпии растворения кристаллического гидроксида натрия в воде с образованием бесконечно разбавленного раствора при T = 298,15K:

Δ_fH°(298, NaOH, к) = –101,72 ккал/моль,

Δ_solH°(298, NaOH·∞H₂O, р-р) = –10,245 ккал/моль.

Тогда: Δ_fH°(298, NaOH, р-р) = Δ_fH°(298, KOH, к) + Δ_solH°(298, KOH·∞H₂O, р-р) = –101,72 + (–10,245) = –111,97 ккал/моль.

Ответ: Δ_fH°(298, NaOH, р-р) = –111,97 ккал/моль.
Рассчитайте стандартную энтальпию образования нитрата натрия в водном растворе при T = 298,15K.

Решение:

Находим в справочнике термодинамических величин значения стандартных энтальпий образования ионов Na⁺ и NO₃^– в водном растворе при T = 298,15K:

Δ_fH°(298, Na⁺, p-p) = –57,280 ккал/моль,

Δ_fH°(298, NO₃^–, р-р) = –49,371 ккал/моль.

Тогда: Δ_fH°(298, NaNO₃, р-р) = Δ_fH°(298, Na⁺, р-р) + Δ_fH°(298, NO₃^–, р-р) = –57,280 + (–49,371) = –106,65 ккал/моль.

Ответ: Δ_fH°(298, NaNO₃, р-р) = –106,65 ккал/моль.