- Miks mõne aine lahustumisel muutub lahus soojaks?
- Milline on soojusefekt vedelike lahustumisel?
Ruttu külma!
Lihasvenituse esmaabiks võib haiget kohta jahutada. Kui jääkotti pole käepärast, sobib selleks hästi külmapakk, milles on vaheseinaga eraldatud vesi ja sool (nt NH4NO3). Külmapaki muljumisel vahesein puruneb, sool lahustub vees, neelab keskkonnast soojusenergiat ning pakk muutub külmaks.
Lahustumise soojusefekt
Aine lahustumisel vees seostuvad lahustuva aine osakesed vee molekulidega ehk hüdraatuvad. Selle käigus vabaneb energiat. Protsessi, mille käigus energia eraldub, nimetatakse eksotermiliseks (kr exo – välis, välimine).
Aine lahustumise käigus toimub ka lahustuva aine osakestevaheliste sidemete katkemine. Selleks kulub energiat ja soojus neeldub. Protsessi, mille käigus energia neeldub, nimetatakse endotermiliseks (kr endon – sisemine).
Lahustumise soojusefekt näitab energia neeldumist või eraldumist aine lahustumisel. Lahustumise soojusefekti määrab see, kui palju energiat kulub lahustuva aine osakeste eraldamiseks ja kui palju energiat vabaneb nende osakeste hüdraatumisel.
Kui ülekaalus on soojuse eraldumine lahustuva aine osakeste seostumisel vee molekulidega (hüdraatumisel), on lahustumine eksotermiline.
Kui ülekaalus on soojuse neeldumine lahustuva aine osakeste vaheliste sidemete lõhkumisel, on lahustumine endotermiline.
Näiteks kui ammooniumnitraat (NH4NO3) lahustub vees, siis energia neeldub, sest NH4NO3 kristallistruktuuri lõhkumiseks kulub rohkem energiat, kui ioonide hüdraatumisel vabaneb. Kui ammooniumnitraat vees lahustub, on tekkinud lahuse temperatuur madalam kui algselt võetud vee ja soola temperatuur.
Kui aga vees lahustub naatriumhüdroksiid (NaOH), siis energia eraldub, sest ioonide seostumisel vee molekulidega vabaneb rohkem energiat, kui kulub aine osakestevahelise tõmbejõu ületamiseks. Energia eraldub soojusena ja moodustuv NaOH lahus on kõrgema temperatuuriga kui algselt võetud vesi ning alus.
Gaaside, vedelike ja tahkiste lahustumise soojusefekt
Gaasi molekulide vahel on tõmbejõud väga väike ja osakeste eraldamiseks kulub väga vähe energiat. Seetõttu on gaaside lahustumine vees eksotermiline protsess.
Vedelikes on osakestevahelised sidemed tugevamad kui gaasides, ent nõrgemad kui tahkistes. Seetõttu on ka vedelike lahustumisel enamasti ülekaalus soojuse eraldumine lahustuva aine osakeste seostumisel vee molekulidega ja protsess on eksotermiline.
Tahkiste lahustumine võib olla nii ekso- kui ka endotermiline protsess. Soolades on ioonid tugevalt seotud kristallivõresse ning enamiku soolade lahustumisel on kristallivõre lagunemisel neelduv energia suurem kui ioonide hüdraatumisel vabanev energia. Seega, kui selline sool lahustub, lahus jahtub ning lahustumine on endotermiline.
Kui vees lahustub leelis või hape, hüdraatuvad eralduvad OH–-või H+-ioonid tugevasti ja seetõttu on nende ainete lahustumine vees eksotermiline.
- Tahkiste lahustumine vees võib olla nii ekso- kui ka endotermiline.
- Soolade kristallivõre lõhkumisel neelduv energia on enamasti suurem kui ioonide hüdraatumisel eralduv energia.
- Paljude soolade lahustumine vees on eksotermiline.
- Leeliste ja hapete osakesed hüdraatuvad nõrgalt ja nende lahustumine on endotermiline.
- Vedelike ja gaaside lahustumine on enamasti eksotermiline.
Ma tean, et...
- Lahustumise soojusefekt näitab energia neeldumist (lahus jahtub) või eraldumist (lahus soojeneb) aine lahustumisel.
- Eksotermilise protsessi käigus energia eraldub.
- Endotermilise protsessi käigus energia neeldub.
Küsimused
- Mille poolest erinevad ekso- ja endotermiline protsess?
- Kuidas on võimalik lahuse temperatuuri muutuse järgi määrata, kas protsess on ekso- või endotermiline?
- Miks on gaaside ja vedelike lahustumine vees enamasti eksotermiline, tahkete ainete lahustumine tihti aga endotermiline?
