物质溶于水都会发生水合和扩散吗?是水合放热,扩散吸热吗?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/18 12:19:53
物质溶于水都会发生水合和扩散吗?是水合放热,扩散吸热吗?
物质溶于水都会发生水合和扩散吗?
是水合放热,扩散吸热吗?
物质溶于水都会发生水合和扩散吗?是水合放热,扩散吸热吗?
对,没错,至于总放热还是总吸热就要看水合和扩散的相对程度了!
首先，水合和扩散是两种机制不同的过程
水合过程往往和溶解结合在一起。固体（液-液互溶更为复杂）要在溶剂中溶解，需要破坏原有的化学键，需要能量，而这个能量很大一部分是由水合过程放出的能量提供的，当这部分能量不足以破坏固体原由的化学键时，溶解不再发生。但当外部提供足够的能力时，溶解又可以继续进行了，比如加热，磁场等等。这是能量的一部分ΔH，影响溶解的另一个因素是熵变ΔS，也就是固体溶解成溶液后...
全部展开
首先，水合和扩散是两种机制不同的过程
水合过程往往和溶解结合在一起。固体（液-液互溶更为复杂）要在溶剂中溶解，需要破坏原有的化学键，需要能量，而这个能量很大一部分是由水合过程放出的能量提供的，当这部分能量不足以破坏固体原由的化学键时，溶解不再发生。但当外部提供足够的能力时，溶解又可以继续进行了，比如加热，磁场等等。这是能量的一部分ΔH，影响溶解的另一个因素是熵变ΔS，也就是固体溶解成溶液后，混乱度必然增加，也就是熵增。考虑到这两个因素后就可以用溶解过程的自由能变化来判断溶解是否可以自发：
ΔG=ΔH-TΔS
当ΔG小于零时，溶解过程可以发生。
上面说的是溶解，然而水合是溶解的其中一个步骤。我们假设存在以下的虚拟状态：
溶质已经进入了溶液内部，但还未生成水合离子，此时，水起到的是纯粹的稀释作用，没有发生任何化学作用力。
一旦发生水合作用和，水分子和溶质分子形成一定程度的化学键，放出能量（ΔH<0），同时，被水合的水分子发生了定向作用，使混乱度有所降低(ΔS<0)。
从公式ΔG=ΔH-TΔS来看，ΔG的符号并不确定。但是，ΔH一项的数值往往比TΔS大得多，因此ΔG总是小于零的，也就是水合过程可以自发产生。注意，其前提是溶解能够发生。
至于扩散作用，是溶解完成后，由于溶液内部浓度梯度所产生的，也就是高浓度区域的溶质分子往低浓度区域跑，低浓度区域的溶剂分子往高浓度区域跑，直至浓度处处相同。可以认为扩散是单纯的物理过程，伴随的是熵的明显增大，但不需要能量的作用，因此只要溶解发生，就一定能发生扩散，这是热力学第二定律所决定的。
收起