化学自习室移动版

初中化学课本中解释溶解过程的热效应时写道：“怎样解释物质溶解时，有的吸热，而有的放热呢？这是因为，物质溶解在水里，通常发生两种过程：一种是溶质 的分子（或离子）的扩散过程，这种过程吸收热量，是物理过程；另一种是溶质的分子 (或离子 ） 和水分子作用，形成水合分子（或水合离子〉的过程，这种过程放出热量， 是化学过程。物质溶解的时候，溶液的温度是升高还是降低，要看在这两种过程里，是放出的热量多于吸收的热量，还是吸收的热量多于放出的热量而定。”（以下简称“课 本”）

我认为“课本”的这段叙述不甚妥当，现提出来与同行们商讨。

物质溶解时，溶质的分子或离子要克服彼此间引力，脱离离子或分子晶格，然后扩散到洛剂中去，“课本”中仅以扩散过程来代替是不全面的；物质溶解时，溶质的分子或 离子要彼此分离，溶剂的分予也要分离，留出容纳溶质分子或离子的空穴，这都要吸收 热量，“课本”中仅以溶质微粒扩散过程所需热量来代替，也是欠妥的。

初中物理课本第二册在讲分子运动时写道：“不同的物质在互相接触时， 彼此进入对方的现象叫扩散。”，物理扩散过程是自由能减小的自发过程，其热效应数值 一般较小，而克服溶质微粒间引力所需能量数值一般较大，如离子晶体的晶格能数值一 般为数百千焦•每摩尔，两者相益甚大。，                                                           '

以离子晶体碱金属卤化物为例，其溶解过程能量变化可用下列循环表示：

U表示离子晶体的晶格能，是指自由的气态正、负离子形成1摩尔离子晶体所放出 的能量，碱金属卤化物的晶格能一般为数百至一千多千焦•每摩尔。

△H_水化表示晶体盐的水化热，P、Q分别是正、负离子的水化数，水化热是指1摩尔气态正负离子和1摩尔气态负离子分别与水作用所放出的热量之和，数值一般亦为数百至一千多千焦•每摩尔，△H_水-水表示水分子克服彼此静电引力(特别是氢键〉形成容纳溶质分子或离子的空穴所需能量，这与溶质的性质及跟水结合的数量和方式有关,据推测，此值约为100—300千焦•每摩尔,有关书籍中将这两项并成一项,称为水合热,那么，所列数据实际上为晶体盐水合热克服△H_水-水后净放出的热量。

△H_溶解为晶体盐的溶解热，这里指的是1摩尔该物质溶于水形成无限稀释溶液的热效应。

据上述循环，可得：

△H_溶解=△H_水化一U一△H _水一水

由此可见，晶体盐溶解时，破坏晶格需要收吸热量，使溶剂分子彼此分离也要吸收热量，离子水化则放出热量。溶解热就是这两种热量之差。当水化热大于晶格能及 △H_水-水之和时，溶解放热，溶液温度升离； 反之吸热，溶液溫度降低。

碱金属卤化物晶体的晶格能U与△H_水-水之和与水化热值旗鼓相当，故溶解热一 般都是不大的正值或负值。当水化作用强烈而晶格能相对小者，放热显著，如NaOH； 反之，吸热显著，如NH₄NO₃             

液体物质，如浓H₂SO₄溶于水放出大量热，是由于H^＋离子与SO₄^2－离子分别与水作用放出热量较大，而消耗于克服H₂SO₄分子间缔合及H^＋离子与SO₄^2－离子间引力热量较少之故。这一解释，同样也适用于其它电解质在水中的溶解。

同样，非电解质如蔗糖溶解于水，克服其分子间引力及水分子间引力要吸收热，它们与水分子发生水合作用则放出一定热量。溶解热也是这两种热量之差。 

溶解热与溶质、溶剂的性质，温度、浓度等因素有关，各种物质的结构不同因而它们溶解时所产生的热效应不一样。

因此，溶解过程的热效应应这样解释，

物质的溶解过程就是溶质的分子或离子在溶剂分子（如水分子）的作用下，克服彼此引力并向溶剂中扩散的过程。溶质在溶解时，溶质的分子或离子要彼此分离，溶剂的分子也要彼此分离，这都要吸收热量溶质的分子或离子与溶剂分子相互作用，生成溶剂化分子（如水合分子）或离子（如水合离子）放出热量。溶解热就是这两种热量之差，溶解热如果是负值，溶解时放热，溶液温度升高；溶解热如果是正值，溶解时吸 热，溶液温度降低。