题目

怎样判断溶解过程中吸热还是放热?

提问时间：2020-07-24

答案

物质溶于水时,都要吸收大量的热.例如把硝酸钾或硝酸铵溶解在水里,就会发现溶液的温度显著降低.
另一些物质溶于水的时候,会放出大量的热,例如把苛性钠溶解在水里,或者把浓硫酸缓缓地倒进水里,就会发现溶液的温度显著升高.
物质溶解时,为什么会有吸热或放热的现象呢?
这是因为：物质溶解,一方面是溶质的微粒——分子或离子要克服它们本身的相互之间的吸引力离开溶质,另一方面是溶解了的溶质要扩散到整个溶剂中去,这些过程都需要消耗能量,所以物质溶解时,要吸收热量.溶解过程中,温度下降原因就在于此.
如果溶解过程只是单纯的扩散,就应该全是吸热的,为什么还有的放热呢?原来,在溶解过程中,溶质的微粒——分子或离子不仅要互相分离而分散到溶剂中去,同时,溶解于溶剂中的溶质微粒也可以和溶剂分子生成溶剂化物（如果溶剂是水,就生成水合物）.在这一过程里要放出热量.
因此,物质溶解时,同时发生两个过程：
一个是溶质的微粒——分子或离子离开固体（液体）表面扩散到溶剂中去,这一过程吸收热量,是物理过程；
另一个过程是溶质的微粒——分子或离子和溶剂分子生成溶剂化物并放出热量,这是化学过程.
这两个过程对不同的溶质来说,吸收的热量和放出的热量并不相等,当吸热多于放热,例如硝酸钾溶解在水里的时候,因为它和水分子结合的不稳定,吸收的热量比放出的热量多,就表现为吸热,在溶解时,溶液的温度就降低.反之,当放热多于吸热,例如浓硫酸溶解在水里的时候,因为它和水分子生成了相互稳定的化合物,放出的热量多于吸收的热量,就表现为放热,所以溶液的温度显著升高.
一种物质溶解在水里,究竟是温度升高还是降低,取决于溶解过程中两种过程所吸收或放出的热量多少用Q放代表溶质微粒扩散所吸收的热量,用Q吸代表溶质微粒水合时放出的热量.若：
Q吸＞Q放 溶液温度下降
Q吸＜Q放 溶液温度升高
Q吸≈Q放 溶液温度无明显变化
溶质溶解过程的热量变化,我们可以用仪器测得.
上面说的是单纯的溶解过程,我还要补充一点将是如果溶质在溶液中要发生电离或水解（例如各种电解质）,同时又要吸热.而像生石灰溶解于水要与水发生反应,放出大量的热属于比较特殊的情况,不能仅理解为溶解的过程