12.4 : 水溶液与水合热

离子溶质通过称为库仑力的吸引相互作用 结合在一起。当离子溶质溶解在水中时，水分子之间的氢键 断裂并破坏了离子之间的库仑力。以这种方式 将离子晶体晶格分解成其组成离子 需要大量的能量输入，因此，溶质的焓 指示这是一个吸热过程。当组成气体离子形成 一摩尔离子固体时所释放的能量 称为晶格能，并且总是放热的。因此，将一摩尔溶质分解成其组分的焓 数值上等于晶格能，符号相反。然而，当离子晶格 在水溶液中解体时，每个离子 都被包围，并与水偶极子带相反电荷的末端发生离子-偶极相互作用 而被稳定化。这种现象称为水合作用。与一摩尔离子在水中溶解相关的焓变 称为水合热。它是溶剂焓和 混合焓的组合。由于水合离子与水分子之间的 离子-偶极相互作用 比单独的水中的氢键要强得多，因此水合始终是放热过程。溶液的总焓 是溶质的吸热焓 与水化放热的总和，因此取决于这两项的 相对大小。如果溶质的焓小于水合热，则溶液的焓将为负值，溶解将放热 就像在氢氧化钠溶液中 看到的那样。如果溶质的焓大于水合热，则溶液的焓将为正值，溶解将吸热 就像在氯化铵溶液中 看到的那样。如果溶质的焓远大于水合热，溶质将不溶于水 如硫酸钙溶解情形中 看到的那样。如果这两项接近相等，溶液的焓将接近于零，如氯化钠溶解情形中看到的那样。这类溶质不会改变溶液的温度。