化学入門

用語

• 水和熱一定の圧力で1モルのイオンが水和することによって放出される熱のことをいう。
• イオン塩水中のナトリウムや塩素原子など、電荷を持つ原子または原子のグループ。

溶液形成のエネルギー学

溶解度は溶媒への溶質の溶解に依存し、すべての化学反応と同様に、熱力学の法則に支配されています。 この特定のプロセスは、溶質の出発状態（固体、液体、気体のいずれか）から溶解状態（溶媒が水の場合は水溶液と呼ばれる）への状態変化であり、これは明確な物理状態なので、化学反応と見なされます。 化学反応を進行させるためには、熱力学的に有利でなければならない。 水和熱、つまり水がイオンを溶かす、あるいは取り囲むときに放出される水和エネルギー、格子エネルギーとして知られる溶質分子間の引力に打ち勝つのに必要なエネルギー量など、多くの要因がある反応が熱力学的にいかに有利であるかに影響します。

Solvent-Solute Interactions

イオンや高極性分子を固体に結合する力は非常に強いので、これらの固体はほとんどの溶媒に不溶であることが予想されます。 イオン分子間の引力は格子エネルギーと呼ばれ、溶液を形成するためには格子エネルギーを克服しなければなりません。 イオン性固体は非水系溶媒の大部分には溶けませんが、特に水には高い溶解度を示す傾向があります。

溶解度を決定する重要な要因は、イオンと溶媒の相互作用です。 電気を帯びたイオンは、強いクーロン引力に打ち勝って水とイオン双極子相互作用を起こし、水溶液となる。 水分子は極性を持ち、水素に部分的に正の電荷を持ち、酸素には部分的に負の電荷を持つ。 この双極子は、水分子のO-H結合に存在する電気陰性度の違いから生じている。 さらに、水中の酸素上の2つのローンペアも、溶液中の正電荷イオンの安定化に寄与する。