Cieľ práce - stanovenie tepelného účinku procesu rozpúšťania soli vo vode a tepla neutralizačnej reakcie pomocou kalorimetra s izotermickým plášťom.
Čo sa týka skúmaných procesov, treba mať na pamäti nasledovné: chemické reakcie sú na rozdiel od fázových premien sprevádzané zmenou zloženia látok v systéme. Procesy rozpúšťania medzi nimi zaujímajú medziľahlú polohu. Tieto procesy, ak nepoznáte ich povahu, sa zdajú byť ťažko vysvetliteľné. Napríklad na zničenie kryštálov chloridu sodného na jednotlivé ióny je potrebné vynaložiť pomerne značnú energiu (AE cr):
NaCl pevná látka → Na + plyn + Cl – plyn; Deštrukcia D° = +777,26 kJ/mol. (18)
Podľa prvého zákona termochémie bude reverzný proces tvorby kryštálov z iónov exotermický, to znamená, že D° obraz = – 777,26 kJ/mol.
Súčasne pri interakcii chloridu sodného s vodou dochádza k procesu spájania iónov Na + a Cl – s polárnymi molekulami vody, čo sa považuje za proces hydratácie iónov, sprevádzaný uvoľňovaním značného množstva tepla. .
V tabuľke 11 sú uvedené hodnoty väzbových energií Eb v niektorých látkach a entalpie hydratácie D° hydridových iónov za štandardných podmienok.
V dôsledku toho sa procesy rozpúšťania iónových zlúčenín považujú za bežné chemické reakcie a sú jasne charakterizované tepelnými účinkami. Na ich nájdenie je potrebné buď vykonať experimentálnu štúdiu, napríklad kalorimetrickú, alebo použiť tabuľkové hodnoty teplôt tvorby všetkých hydratovaných iónov a zlúčenín zapojených do procesu rozpúšťania.
Typicky sa teplo rozpúšťania označuje ako rozpustenie jedného mólu látky. Predpokladá sa, že vznikne nekonečne zriedený roztok. V dôsledku toho je mechanizmus rozpúšťania prezentovaný ako proces deštrukcie kryštálovej mriežky látky pod vplyvom rozpúšťadla (endotermický efekt) a ako proces hydratácie vzniknutých iónov (exotermický efekt). Celkový tepelný efekt je určený práve týmito procesmi.
Tabuľka 11.
Pomocou prvého dôsledku druhého termochemického zákona môžeme vypočítať podľa údajov dostupných v tabuľke 11. Ide o tepelné účinky rozpúšťania týchto látok, ako aj o teplo neutralizácie kyseliny zásadou.
Napríklad entalpia rozpúšťania kryštalického chloridu sodného vo vode sa zistí rovnicou:
NaCl TV aqua→ Na + aq + Сl – aq , (19)
D° p ast. = D° hydr (Na + aq) + D° hydr (Cl – aq) – = (20)
420,1 - 353,7 - (- 777,3) = + 3,5 kJ/mol.
Pozitívny znak tepelného efektu naznačuje, že proces rozpúšťania prebieha s absorpciou tepla a teplota roztoku by sa mala znižovať.
Teplo neutralizačnej reakcie je množstvo tepla uvoľneného pri reakcii 1 ekvivalentu silnej kyseliny s 1 ekvivalentom silnej zásady. Takto vznikne 1 ekvivalent tekutej vody.
Zistilo sa, že v prípade zriedených roztokov reakčné teplo silných zásad (ako NaOH a KOH) so silnými kyselinami (napríklad HCl alebo H 2 SO 4) nezávisí od charakteru kyseliny a základňu. Táto stálosť neutralizačného tepla sa vysvetľuje takmer úplnou disociáciou silných kyselín a zásad na ióny, ako aj solí vytvorených v dôsledku neutralizačnej reakcie. Preto pri zmiešaní zriedených roztokov silnej kyseliny a silnej zásady v skutočnosti dochádza len k jednej chemickej reakcii, a to medzi hydratovanými iónmi hydrónia H 3 O + aq a hydroxyl OH – a q:
1/2 H 3 O + aq + 1/2 OH – a q → H 2 O kvapalina, (21)
DН° neutr = DН° obraz (Н–ОН) – (1/2)
= – 459,8 – (1/2) · (– 477,8 –– 330,0) = – 55,9 kJ/mol. (22)
Záporné znamienko tepelného efektu naznačuje, že neutralizačná reakcia prebieha s uvoľňovaním tepla a teplota roztoku by sa mala zvýšiť.
„Tepelné účinky pri rozpúšťaní látok vo vode“ Andronova Alina Petrosyan Anahit Shirmanova Alina Žiaci 11. ročníka Vedúca: Shkurina Natalya Aleksandrovna, učiteľka chémie.
Zvážte tepelné účinky, keď sú látky rozpustené vo vode. Experimentálne určte, ktoré látky, ktoré sa rozpúšťajú vo vode, sú sprevádzané uvoľňovaním tepla (+Q), a ktoré absorpciou (-Q). Zdieľajte výskum so svojimi spolužiakmi.
Každá látka uchováva určité množstvo energie. S touto vlastnosťou látok sa stretávame už pri raňajkách, obede a večeri, keďže jedlo umožňuje nášmu telu využívať energiu širokej škály chemických zlúčenín obsiahnutých v potrave. V tele sa táto energia premieňa na pohyb, prácu a využíva sa na udržanie stálej (a dosť vysokej!) telesnej teploty.
Energia chemických zlúčenín sa sústreďuje najmä v chemických väzbách. Na prerušenie väzby medzi dvoma atómami je potrebná ENERGIA. Keď sa vytvorí chemická väzba, energia sa UVOĽNÍ. Akákoľvek chemická reakcia pozostáva z rozbitia niektorých chemických väzieb a vytvorenia iných.
Keď sa v dôsledku chemickej reakcie pri tvorbe nových väzieb uvoľní VIAC energie, ako bolo potrebné na zničenie „starých“ väzieb vo východiskových látkach, potom sa prebytočná energia uvoľní vo forme tepla. Príkladom sú spaľovacie reakcie. Napríklad zemný plyn (metán CH 4) horí v kyslíku vo vzduchu, pričom sa uvoľňuje veľké množstvo tepla. Reakcia môže dokonca nastať pri výbuchu – toľko energie je obsiahnutých v tejto premene. Takéto reakcie sa nazývajú EXOTERMÁLNE z latinského „exo“ – smerom von (znamená uvoľnená energia).
V iných prípadoch si deštrukcia väzieb v pôvodných látkach vyžaduje viac energie, ako sa môže uvoľniť pri tvorbe nových väzieb. Takéto reakcie sa vyskytujú iba vtedy, keď je energia dodávaná zvonku a nazývajú sa ENDOTHERMICKÉ (z latinského „endo“ - vnútri). Príkladom je tvorba oxidu uhoľnatého (II) CO a vodíka H2 z uhlia a vody, ku ktorej dochádza len pri zahrievaní
Akákoľvek chemická reakcia je teda sprevádzaná uvoľňovaním alebo absorpciou energie. Najčastejšie sa energia uvoľňuje alebo absorbuje vo forme tepla (menej často vo forme svetla alebo mechanickej energie). Toto teplo sa dá merať. Výsledok merania je vyjadrený v kilojouloch (kJ) na jeden mol reaktantu alebo (menej často) na jeden mol reakčného produktu. Táto veličina sa nazýva TEPELNÝ ÚČINOK REAKCIE. Napríklad tepelný účinok spaľovacej reakcie vodíka v kyslíku možno vyjadriť ktoroukoľvek z dvoch rovníc: 2 H 2 (g) + O 2 (g) = 2 H 2 O (l) + 572 kJ alebo H 2 ( g) + 1/202 (g) = H20 (1) + 286 k. J
Rovnice chemických reakcií, v ktorých je zapísaný tepelný účinok reakcie spolu s činidlami a produktmi, sa nazývajú TERMOCHEMICKÉ ROVNICE
Tepelné účinky chemických reakcií sú potrebné pre mnohé technické výpočty. Predstavte si na chvíľu seba ako konštruktéra výkonnej rakety schopnej vynášať na obežnú dráhu kozmické lode a iné náklady. Najvýkonnejšia ruská raketa na svete Energia pred štartom na kozmodróme Bajkonur. Motory jedného z jeho stupňov fungujú na skvapalnené plyny – vodík a kyslík. Povedzme, že poznáte prácu (v kilojouloch), ktorú bude treba vynaložiť na dodanie rakety s nákladom z povrchu Zeme na obežnú dráhu, poznáte aj prácu na prekonanie odporu vzduchu a iných nákladov na energiu počas letu. Ako vypočítať potrebnú zásobu vodíka a kyslíka, ktoré sa (v skvapalnenom stave) používajú v tejto rakete ako palivo a okysličovadlo? Bez pomoci tepelného účinku reakcie tvorby vody z vodíka a kyslíka je to ťažké. Veď tepelný efekt je práve tá energia, ktorá by mala raketu vyniesť na obežnú dráhu. V spaľovacích komorách rakety sa toto teplo premieňa na kinetickú energiu molekúl horúceho plynu (pary), ktorý uniká z dýz a vytvára prúdový ťah. V chemickom priemysle sú tepelné efekty potrebné na výpočet množstva tepla do tepelných reaktorov, v ktorých dochádza k endotermickým reakciám. V energetike sa výroba tepelnej energie počíta pomocou spaľovacieho tepla paliva. Dietológovia využívajú tepelné účinky oxidácie potravín v organizme na vytváranie správnych jedálničkov nielen pre pacientov, ale aj pre zdravých ľudí – športovcov, pracovníkov rôznych profesií. Tradične sa tu pri výpočtoch nepoužívajú jouly, ale iné energetické jednotky – kalórie (1 kal = 4,1868 J). Energetický obsah potravín sa vzťahuje na akúkoľvek hmotnosť potravinárskych výrobkov: 1 g, 100 g, prípadne aj štandardné balenie výrobku. Napríklad na štítku pohára kondenzovaného mlieka si môžete prečítať nasledujúci nápis: „obsah kalórií 320 kcal/100 g“.
Odvetvie chémie, ktoré študuje premenu energie pri chemických reakciách sa nazýva termochémia.Existujú dva zákony termochémie: 1. Lavoisier-Laplaceov zákon (tepelný účinok doprednej reakcie sa vždy rovná tepelnému účinku spätnej reakcie s opačné znamienko.) 2. G. I. Hessov zákon (reakcie s tepelným účinkom závisia len od počiatočného a konečného stavu látok a nezávisia od medzistupňov procesu.
Rozpúšťanie je teda fyzikálno-chemický proces. Rozpúšťanie látok je sprevádzané tepelným efektom: uvoľňovaním (+Q) alebo absorpciou (-Q) tepla - v závislosti od povahy látok. Samotný proces rozpúšťania je určený interakciou častíc rozpustnej látky a rozpúšťadla.
Experimentálne zistite, ktoré látky, ktoré sa rozpúšťajú vo vode, sú sprevádzané uvoľňovaním tepla (+Q) a ktoré absorpciou (-Q). Materiály: acetón, sacharóza, chlorid sodný, uhličitan sodný (bezvodý a/alebo kryštalický hydrát), hydrogénuhličitan sodný, kyselina citrónová, glycerín, voda, sneh. Vybavenie: elektronický lekársky teplomer alebo snímač teploty zo sád digitálnych snímačov v školských učebniach chémie, fyziky alebo biológie.
1. Sacharóza 2. Chlorid sodný 3. Uhličitan sodný (bezvodý) 4. Hydrogenuhličitan sodný 5. Kyselina citrónová 6. Glycerín 7. Sneh 1 2 3 4 5 6 7
Záver Rozpúšťanie uhličitanu sodného (bezvodého) a hydrogénuhličitanu sodného nastáva pri uvoľňovaní tepla. Sneh s vodou - s absorpciou tepla, zvyšok je nezmenený.
1. Nazbierali sme pol hrnčeka snehu. 2. Na dosku dáme trochu snehu. Necháme roztopiť do malej mláky. 
Test 1. Za štandardných podmienok je skupenské teplo 0 pre: a) vodík b) vodu c) peroxid vodíka d) hliník. 2. Reakcia, ktorej rovnica N 2 + O 2 = 2 NO-Q sa vzťahuje na reakcie: a) endotermickej zlúčeniny b) exotermickej zlúčeniny c) endotermického rozkladu d) exotermického rozkladu.
3. Reakcia je endotermická: a) spaľovanie vodíka b) rozklad vody c) spaľovanie uhlíka d) spaľovanie metánu. 4. Ktorá definícia je pre túto reakciu nesprávna: 2 Na. N03 (tuhá látka) = 2 Na. NO 2(tuhá látka)+O 2(g)-Q a) homogénna b) endotermická c) reakcia zlúčeniny d) redox. 5. Základným zákonom termochémie je zákon: a) Gay-Lussac b) Hess c) Avogadro d) Proust
Záver Výsledky pedagogického výskumu: 1. Žiaci pochopili podstatu tepelných účinkov pri rozpustení látok vo vode. 2. Stanovili sa exo- a endotermické reakcie. 3. Výsledky testovania (testové úlohy splnilo 83 % študentov).
Množstvo tepla, ktoré sa uvoľní alebo absorbuje, keď sa 1 mol látky rozpustí v takom množstve rozpúšťadla, ktorého ďalšie pridávanie už nespôsobuje zmenu tepelného účinku, sa nazýva rozpúšťacie teplo.
Pri rozpúšťaní solí vo vode znamienko a veľkosť tepelného účinku rozpúšťania ∆ N je určená dvoma veličinami: energiou vynaloženou na deštrukciu kryštálovej mriežky látky (∆ H 1) - endotermický proces a energia uvoľnená počas fyzikálno-chemickej interakcie častíc rozpustenej látky s molekulami vody (hydratačný proces) (∆ N 2) - exotermický proces. Tepelný účinok procesu rozpúšťania je určený algebraickým súčtom tepelných účinkov týchto dvoch procesov:
∆N = ∆H 1 + ∆H 2 .
Tepelný účinok procesu rozpúšťania môže byť pozitívny alebo negatívny.
Na praktické stanovenie rozpúšťacích teplôt sa zvyčajne určuje množstvo absorbovaného alebo uvoľneného tepla pri rozpustení ľubovoľného množstva soli. Táto hodnota sa potom prepočítava na 1 mol, keďže množstvo tepla je priamo úmerné množstvu rozpustenej látky.
Na termochemické merania sa používa prístroj nazývaný kalorimeter.
Rozpúšťacie teplo je určené zmenou teploty roztoku, takže presnosť určenia závisí od hodnoty delenia (presnosti) použitého teplomera. Rozsah nameraných teplôt sa zvyčajne pohybuje v rozmedzí 2-3°C a teplotné rozdelenie teplomera nie je väčšie ako 0,05°C.
PROGRESS
Na prácu použite kalorimeter pozostávajúci z tepelne izolačného telesa, veka so zabudovaným elektrickým miešadlom a teplomerom a otvoru so zátkou.
Získajte od učiteľa úlohu: typ rozpustenej látky.
Otvorte uzáver na veku kalorimetra a nalejte doň 200 ml vody, zatvorte uzáver a počkajte 10-15 minút, kým sa dosiahne konštantná teplota ( t začiatok ). Počas tejto doby získajte na váhe pomocou pauzovacieho papiera alebo hodinového sklíčka vzorku vašej hmoty (1,5 - 2,0 g), predtým dôkladne rozdrvenú v mažiari. Výslednú vzorku vložte čo najrýchlejšie cez otvor vo veku do kalorimetra so zapnutým miešadlom. Sledujte zmenu teploty. Po vytvorení tepelnej rovnováhy (teplota sa stabilizuje) zaznamenajte maximálnu teplotu roztoku ( t max) a vypočítajte ∆ t = t max – t začiatok Na základe získaných údajov vypočítajte rozpúšťacie teplo soli pomocou rovnice:
∆N dist = q M/ m, J/mol, (1)
Kde q- teplo uvoľnené (alebo absorbované) v kalorimetri (kJ); m- hmotnosť soli (g); M je molárna hmotnosť rozpustenej látky (g/mol);
Teplo q určené na základe experimentálnych údajov zo vzťahu:
q = (m sv C st + m Riešenie C roztok)∆ t,(2)
Kde m st - hmotnosť skla (g); m roztok - hmotnosť roztoku rovnajúca sa súčtu hmotností vody a soli v pohári (g); S st - merná tepelná kapacita skla 0,753 J/g∙K;
S roztok - merná tepelná kapacita roztoku (vody) 4,184 J/g∙K.
Porovnaním získaného výsledku s údajmi v tabuľke 2 vypočítajte relatívnu chybu experimentu (v %).
Hydratačné teplo soli a jeho definícia
Fyzikálno-chemický proces interakcie medzi časticami rozpustenej látky a molekulami vody (rozpúšťadla) sa nazýva hydratácia. Pri procese hydratácie vznikajú zložité priestorové štruktúry nazývané hydráty a zároveň sa do okolia uvoľňuje energia vo forme tepla.
Tepelný účinok reakcie tvorby 1 mólu hydratovanej soli z bezvodej soli sa nazýva hydratačné teplo.
Keď sa bezvodá soľ schopná tvoriť hydráty rozpustí vo vode, postupne nastanú dva procesy: hydratácia a rozpustenie výsledného kryštalického hydrátu. Napríklad:
CuS04 (tv) + 5H20 (1) = CuS04 x 5H20 (tv),
CuS04 x 5H20 (tv)+ n H20 (1) = CuS04 (r),
CuS04(p)+ n H20 (1) = Cu2+ (r) + SO42- (r)
Rozpúšťanie elektrolytov je sprevádzané procesom elektrolytickej disociácie. Hydratačné teplo molekuly sa rovná súčtu hydratačných teplôt výsledných iónov, berúc do úvahy disociačné teplo. Proces hydratácie je exotermický.
Hydratačné teplo látky možno približne definovať ako rozdiel medzi teplom rozpúšťania bezvodej soli a jej kryštalického hydrátu:
∆H hydr = ∆ H bez - ∆ H Krist, (3)
kde ∆ H hydr - hydratačné teplo molekúl;
∆H bezvodý - teplo rozpúšťania bezvodej soli;
∆H krist - teplo rozpúšťania kryštalického hydrátu.
Na stanovenie hydratačného tepla molekúl je teda potrebné najskôr určiť teplo rozpúšťania bezvodej soli a teplo rozpúšťania kryštalického hydrátu tejto soli.
PROGRESS
Teplo rozpúšťania bezvodého síranu meďnatého CuS0 4 a kryštalického hydrátu CuS0 4 × 5H 2 0 je potrebné určiť pomocou laboratórneho kalorimetra a pracovného postupu 1.
Na presnejšie stanovenie hydratačného tepla je potrebné získať 10-15 g vzoriek kryštalického hydrátu a bezvodej soli síranu meďnatého. Musíte vedieť, že bezvodá soľ medi ľahko absorbuje vodu zo vzduchu a prechádza do hydratovaného stavu, takže bezvodá soľ sa musí bezprostredne pred experimentom odvážiť. Na základe získaných údajov je potrebné vypočítať teploty rozpúšťania bezvodej soli a kryštalického hydrátu a následne zo vzťahu (3) určiť teplo hydratácie. Vypočítajte relatívnu experimentálnu chybu v percentách pomocou získaných údajov a údajov v tabuľke 2.
Rozpúšťanie je fyzikálno-chemický proces vedúci k vytvoreniu homogénneho systému. Tepelné účinky, ktoré ho sprevádzajú, sú výsledkom širokej škály dôvodov. Pozrime sa na niekoľko príkladov:
A) Proces rozpúšťania kvapalín vo vode môže byť sprevádzaný takými javmi, ako je disociácia polárnych molekúl s tvorbou iónov, výskyt vodíkových väzieb medzi polárnymi molekulami vody a molekulami látok obsahujúcich prvky s vysokou elektronegativitou, hydratácia chemických častíc , atď.
C2H5OH - H20
Tento systém je zodpovedný za tvorbu ideálnych roztokov v širokom rozsahu koncentrácií. Proces rozpúšťania musí byť sprevádzaný tvorbou vodíkových väzieb, preto je energeticky priaznivý, to znamená, že má pozitívny tepelný účinok.
CH3COOH - H20
Kyselina octová je slabá jednosýtna kyselina K d = 1,8 10 -5, preto sa pri rozpustení vo vode časť energie minie na disociáciu molekúl (negatívny tepelný efekt) a časť energie, naopak, sa počas hydratácie uvoľnia vo forme tepla ióny. Celkový efekt bude závisieť od pomeru týchto množstiev.
B) Proces rozpúšťania pevných látok vo vode závisí od typu kryštálovej mriežky vody. Rozpúšťanie iónových kryštálov je spravidla spojené s dvoma opačnými efektmi: pozitívnou energiou hydratácie iónov a negatívnou energiou deštrukcie kryštálovej mriežky. V molekulových kryštáloch prvá zložka prakticky chýba. Pri vypúšťaní zriedených roztokov solí silných elektrolytov nie je pozorovaný žiadny tepelný účinok. Ak sa vytvorí zrazenina, pozoruje sa tepelný účinok depozície.
Integrálne teplo roztoku je množstvo tepla absorbovaného alebo uvoľneného, keď sa 1 mol látky rozpustí vo veľmi veľkom (300 mol/mol látky) množstve rozpúšťadla.
Príklad výpočtového problému:
Vypočítajte integrálne teplo rozpúšťania chloridu amónneho, ak pri rozpustení 1,473 g soli v 528,5 g vody klesne teplota o 0,174 o C. Hmotnostná tepelná kapacita roztoku je 4,109 J/g. K. Tepelná kapacita kalorimetra 181,4 J/g K
Riešenie: Integrálne teplo roztoku možno vypočítať pomocou vzorca:
Q = (C kal. + C roztok m) × ΔТ/n,
kde C je tepelná kapacita, n je množstvo rozpustenej látky: n = m/M
m (roztok) = 528,5 + 1,473 = 530 g,
ΔT = -0,174 °C,
Q = (4,109 × 530 + 181,4) × (-0,174) × 53,5/ 1,473 × 1000 = -15,11 kJ/mol Z priebehu chemickej termodynamiky je známe, že miera tepelného účinku chemického procesu v izobarickom procese (konštantný tlak v sústave) je termodynamická funkcia stavu – entalpia
ΔН = Н kon. - N začiatok Tepelný efekt sa v tomto prípade rovná absolútnej hodnote entalpii, ale má opačné znamienko. Exotermický proces sprevádzaný uvoľňovaním tepla zodpovedá –ΔH a endotermický proces sprevádzaný absorpciou tepla zodpovedá +ΔH. Vo vyššie uvažovanom probléme je teda proces rozpúšťania chloridu amónneho endotermický. AH = 15,11 kJ/mol.
Časť 5. ROSCHIN: TEÓRIA ELEKTROLYTICKEJ DISOCIÁCIE
§ 5.3. Tepelné javy pri rozpúšťaní
Rozpúšťanie látok je sprevádzané tepelným účinkom: uvoľňovaním alebo absorpciou tepla v závislosti od povahy látky. Keď sa vo vode rozpustí napríklad hydroxid draselný alebo kyselina sírová, pozoruje sa silné zahrievanie roztoku, t.j. uvoľnenie tepla a keď sa dusičnan amónny rozpustí, silné ochladenie roztoku, to znamená absorpciu tepla. V prvom prípade dochádza k exotermickému procesu (∆H 0), v druhom k endotermickému procesu (∆H > 0). Roztokové teplo ∆H je množstvo tepla, ktoré sa uvoľní alebo absorbuje, keď sa rozpustí 1 mól látky. Takže pre hydroxid draselný ∆Н° = -55,65 kJ/mol a pre dusičnan amónny ∆ H = +26,48 kJ/mol.
V dôsledku chemickej interakcie rozpustenej látky s rozpúšťadlom vznikajú zlúčeniny, ktoré sa nazývajú solváty (alebo hydráty, ak je rozpúšťadlom voda). Tvorba takýchto zlúčenín vytvára roztoky podobné chemickým zlúčeninám.
Veľký ruský chemik D.I. Mendelejev vytvoril chemickú teóriu roztokov, ktorú podložil početnými experimentálnymi údajmi uvedenými vo svojej práci „Štúdium vodných roztokov podľa ich špecifickej hmotnosti“, publikovanej v roku 1887. „Roztoky sú chemické zlúčeniny určené silami pôsobiacimi medzi rozpúšťadlom a rozpustená látka," - napísal. Povaha týchto síl je dnes známa. Solváty (hydráty) vznikajú v dôsledku interakcií donor-akceptor, ión-dipól, v dôsledku vodíkových väzieb, ako aj disperzných interakcií (v prípade roztokov príbuzných látok, napríklad benzénu a toluénu). Sú obzvlášť náchylné na hydratáciu (kombinácia s vodou) ióny. Ióny viažu polárne molekuly vody, čo vedie k tvorbe hydratovaných iónov (pozri § 5.4); preto napr. meďnatý ión je modrý a v bezvodom sírane meďnatém je bezfarebný. Mnohé z týchto zlúčenín sú krehké a ľahko sa rozkladajú, keď sa izolujú vo voľnom stave, ale v niektorých prípadoch vznikajú silné zlúčeniny, ktoré sa dajú ľahko izolovať z roztoku kryštalizácia. V tomto prípade vypadávajú kryštály obsahujúce molekuly vody.
Kryštalické látky obsahujúce molekuly vody sa nazývajú kryštalické hydráty a voda obsiahnutá v kryštalických hydrátoch sa nazýva kryštalizácia. Mnohé prírodné minerály sú kryštálové hydráty. Množstvo látok (vrátane organických) sa v čistej forme extrahuje len vo forme kryštalických hydrátov. DI. Mendelejev dokázal existenciu hydrátov kyseliny sírovej, ako aj množstva ďalších látok.
Rozpúšťanie preto nie je len fyzikálny, ale aj chemický proces. Roztoky vznikajú interakciou častíc rozpustenej látky s časticami rozpúšťadla. Študent D.I. Mendeleeva D.P. Konovalov vždy zdôrazňoval, že medzi chemickými zlúčeninami a roztokmi neexistujú žiadne hranice.
Kvapalné roztoky zaujímajú strednú polohu medzi chemickými zlúčeninami konštantného zloženia a mechanickými zmesami. Rovnako ako chemické zlúčeniny sú homogénne a vyznačujú sa tepelnými javmi, ako aj koncentráciou, ktorá sa často pozoruje - zníženie objemu pri miešaní kvapalín. Na druhej strane, na rozdiel od chemických zlúčenín, roztoky nepodliehajú zákonu o stálosti zloženia. podobne ako zmesi sa dajú ľahko rozdeliť na jednotlivé časti. Proces rozpúšťania je fyzikálno-chemický proces a roztoky sú fyzikálno-chemické systémy.
M.V. venoval veľkú pozornosť štúdiu riešení. Lomonosov. Vykonával výskum na zistenie závislosti rozpustnosti látok od teploty, študoval javy uvoľňovania a absorpcie tepla počas rozpúšťania a objavil chladiace zmesi. M.V. Lomonosov ako prvý zistil, že roztoky mrznú (kryštalizujú) pri nižšej teplote ako rozpúšťadlo. Podal tiež molekulárne kinetické vysvetlenie rozpúšťania, ktoré je blízke modernému, pretože rozpustené častice látky sú rovnomerne rozdelené medzi častice rozpúšťadla.
1 V chemických vzorcoch a hydrátoch kryštalických hydrátov sa vzorec vody píše oddelene (cez bodku), napr. H 2 SO 4 ∙ H 2 O, H 2 SO 4 2H 2 O, H 2 SO 4 ∙ 4H20, H2C204.2H2 O, N2S04∙10H20, Al2(S04)318H20 atď.
D.I. venoval štúdiu riešení asi 40 rokov vedeckej práce. Mendelejev. Jeho chemická teória riešení sa ukázala ako mimoriadne plodná. Na jej základe sa formovali nové vedné disciplíny - fyzikálna a chemická analýza, chémia komplexných zlúčenín, elektrochémia nevodných roztokov. Teraz je táto teória všeobecne akceptovaná.
Významne prispeli k rozvoju chemickej teórie roztokov slávni ruskí vedci D.P. Konovalov, 1.0. Kablukov, M.S. Kurnakov.
