Válts MeRSZ+ -ra!

MeRSZ online
okoskönyvtár

Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.

Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia

Vizes oldatok

A víz számos anyag jó oldószere. Egy anyag oldhatóságát az oldandó anyag molekulái között, az oldószer molekulái között, valamint az oldandó anyag és az oldószer molekulái között kialakuló kölcsönhatások (vonzóerők) viszonya határozza meg. Az apoláris anyagok vízben egyáltalán nem vagy csak kis mértékben oldódnak, mivel a vízmolekulák között ható vonzóerók sokkal nagyobbak mint a vízmolekulák és az apoláris anyagok közötti vonzóerők (vö. 90. oldallal).
A víz poláris molekula, ezért könnyenlép kölcsönhatásba pozitív és negatív töltésű ionokkal, valamint poláris molekulákkal, különösen, ha a molekula hidrogénkötések kialakítására is képes (pl. etil-alkohol).
A kristályok felületén és csúcsain elhelyezkedő ionokra (molekulákra) a rácsot összetartó erők csak részben hatnak, ezért a kristályrácsból ezek távolíthatók el a legkönnyebben (76. ábra). Ezek az ionok (molekulák) dipólus-dipólus kölcsönhatásokat alakítanak ki a vízmolekulákkal. Amikor a vízmolekulák és az ionok (molekulák) közötti vonzóerő nagyobbá válik, mint az ionra (molekulára) a kristályrácsban ható vonzóerő, akkor az ion (molekula) a kristályrácsból leszakad. Az ionok leszakadása újabb ionokat tesz hozzáférhetővé a vízmolekulák számára, és a folyamat mindaddig ismétlődik, amíg a kristály teljesen fel nem oldódik. Az oldáshoz le kell győzni az oldandó anyag részecskéi közötti kölcsönhatásokat. Ehhez, mint általában minden kölcsönhatás megszüntetéséhez, energiát kell befektetni, a folyamat mindig endoterm.
 
 
A kristályrácsból szabaddá váló ionokat (molekulákat) az oldatban az oldószermolekulák veszik körül. Ezt a kölcsönhatást szolvatációnak, ha az oldószer víz, hidratációnak nevezzük. Az anyagok szolvatációját, ill. hidratációját hőfelszabadulás kíséri, a folyamat mindig exoterm. Az oldás során felszabaduló vagy elnyelődő hőmennyiséget a két (exoterm és endoterm) részfolyamat együttesen határozza meg.
Oldáshőnek nevezzük az egységnyi tömegű vagy mólnyi mennyiségű anyag oldásakor felszabaduló vagy elnyelődő hőmennyiséget. Kristályos szilárd anyagok vízben történő oldásakor a részecskék közötti kölcsönhatások megszüntetéséhez a rácsenergiának megfelelő energiát kell befektetni, az oldás során pedig a hidratációs energia szabadul fel. A 28. táblázat néhány ionkristály rácsenergiáját, az ionok hidratációhőjét, az ezekből számított és a kísérletileg mért oldáshóket mutatja be.
 
28. táblázat. Az ionkristályok számított és kísérletileg mért oldáshője
Vegyület
Rácsenergia
(kJ/mol)
Hidracációhő
(kJ/mol)
Oldáshő (kJ/mol)
számított
mért
LiCI
834
–884
–50
–37
,1
NaCI
769
–769
0
3
,9
KCI
701
–685
16
17
,2
KF
808
–827
–19
–17
,7
KBr
671
–658
13
20
,0
KI
632
–617
15
20
,5
 
Ha az ionok hidratációhője meghaladja a rácsenergiát (az abszolút értékeket összehasonlítva), akkor az oldás során az oldatfelmelegszik (hő szabadul fel), az oldás exoterm. Ha a rácsenergia nagyobb mint azionok hidratációhője, akkor az oldás során az oldat lehűl (hő nyelődik el), az oldás endoterm folyamat. A rácsenergia és a hidratációhő különbségéból számítható oldáshő nem minden esetben egyezik meg a kísérletileg meghatározott oldáshővel. Az oldás során a rács felbomlásán és a hidratált ionok képződésén kívül más energiaváltozással járó folyamatok is végbemehetnek, így például megváltozik a vízmolekulák közötti kölcsönhatás is, ami az oldószermolekulák rendezettségének megváltozásához vezet.
A hidratációhő az ionok méretétől és töltésétől függ (29. táblázat). Minél nagyobb az iontöltés/ionsugár hányados, annál nagyobb az ion hidratációja során felszabaduló hő.
 
29. táblázat. A hidratációhő függése az iontöltéstól és az ionsugártól
Ion
Ionsugár (nm)
Töltés/ionsugár
Hidratációhő (kJ/mol)
I–
0
,220
4
,54
–273
F–
0
,136
7
,35
–483
Li+
0
,068
14
,71
–543
Mg2+
0
,066
30
,30
–1021
 
Azionok méretüktől és töltésüktől függően különböző számú vízmolekulát kötnek meg. Az ionokhoz a vízmolekulák dipólus-dipólus kölcsönhatással, hidrogénkötéssel vagy datív kovalens kötéssel kapcsolódhatnak. A kötések elég erősek ahhoz, hogy az ionok a hidrátburokkal együtt mozogjanak. Ezért ahol ez indokolt, az ion képletét úgy írjuk le, hogy abban jelöljük a koordinált vízmolekulák számát is (pl. [Co(H2O)6]3+).
 
Általános és bioszervetlen kémia

Tartalomjegyzék

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

Orvostudomány

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero
Kivonat
fullscreenclose
printsave