ความละลายของสารกลุ่ม 2
| English | ไทย |
|---|---|
| enthalpy of solution/enˈθælpi ɒv səˈluːʃn/ | เอนثالปีของการละลาย |
| lattice energy/ˈlætɪs ˈenədʒi/ | พลังงานแลตทิซ |
| hydration/haɪˈdreɪʃn/ | การไฮเดรต |
| insoluble/ɪnˈsɒljuːbl/ | ไม่ละลาย |
| antacid/ænˈtæsɪd/ | ยาลดกรด |
ความสามารถในการละลาย (กลุ่มที่ 2)
- เมื่อสารประกอบไอออนิกแข็งละลาย会发生 การเปลี่ยนแปลงพลังงานสองอย่างที่ขัดแย้งกัน
- ความสมดุลของทั้งสองคือ เอนثالปีของการละลาย (enthalpy of solution)
- สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมไฮดรอกไซด์และซัลเฟตจึงมีแนวโน้ม ตรงกันข้าม กัน
ห้องปฏิบัติการความละลายกลุ่ม 2
จำแนกสารกลุ่ม 2 ตามแนวโน้มความละลาย
ไฮดรอกไซด์ของกลุ่มที่ 2 มีความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้นเมื่อลงจากบนลงล่างในกลุ่ม
ในขณะที่ซัลเฟตมีความสามารถในการละลายลดลงเมื่อลงจากบนลงล่างในกลุ่ม
ความสมดุลของพลังงาน
- แรก ดึงผลึกออก (ใช้พลังงานแลตติซ), แล้ว ไฮเดรตไอออน (ปล่อยพลังงานไฮเดรต)
- หากพลังงานไฮเดรต เทียบเท่าหรือมากกว่า พลังงานแลตติซ ของแข็งจะละลายได้ง่าย
ทำไมแนวโน้มความละลายของกลุ่มที่ 2 จึงตรงกันข้าม
เอนทาลปีของการละลายคำนวณได้จาก:
คุณกลับค่าพลังงานแลตติซ์ (เพื่อทำลายแลตติซ์) และบวกด้วยเอนทาลปีการไฮเดรต
ของแข็งละลายง่ายเมื่อพลังงานไฮเดรต:
หากการไฮเดรตปล่อยพลังงานประมาณเท่ากัน (หรือมากกว่า) กับพลังงานที่ใช้ในการทำลายโครงสร้างแลตติซ กระบวนการละลายจะเกิดขึ้นได้เอง
จับคู่แนวโน้มความสามารถในการละลายแต่ละอย่างให้ถูกต้อง
แต่ละรายการเชื่อมโยงพจน์กับความหมายที่ถูกต้อง
แนวโน้มที่ตรงกันข้าม
ลงตามกลุ่ม ทั้งสองพลังงานมีค่าลดลง แต่ด้วยอัตราที่แตกต่างกัน:
- ไฮดรอกไซด์: ค่า $\text{OH}^-$ ที่เล็กทำให้ พลังงานแลตติซลดลงมาก → ความละลาย เพิ่มขึ้น
- ซัลเฟต: ค่า $\text{SO}_4^{2-}$ ที่ใหญ่ทำให้ พลังงานแลตติซเปลี่ยนแปลงน้อย, ดังนั้นการลดลงของพลังงานไฮเดรตจึงมีอิทธิพลหลัก → ความละลาย ลดลง
ลงตามกลุ่มที่ 2 ไฮดรอกไซด์ละลายได้ดีขึ้นแต่ซัลเฟตแย่ลง
ไฮดรอกไซด์กลุ่ม 2 ละลายได้ MORE มากขึ้นตามกลุ่มเนื่องจาก:
กับไอออน OH⁻ ขนาดเล็ก พลังงานแลตติซ์ลดลงอย่างรวดเร็วตามกลุ่ม ลดทอนการลดลงของพลังงานไฮเดรต
ซัลเฟตกลุ่ม 2 ละลายได้ LESS มากขึ้นตามกลุ่มเนื่องจาก:
ไอออนซัลเฟตขนาดใหญ่ทำให้พลังงานแลตติซ์เกือบคงที่ ดังนั้นพลังงานไฮเดรตที่ลดลงจึง controlling แนวโน้ม
สิ่งที่เห็นในทางปฏิบัติ
- ไฮดรอกไซด์ (ละลายได้ดีขึ้นตามกลุ่ม): Mg(OH)₂ ไม่ละลายเลย — คือ น้ำนมแมกนีเซีย, ยาลดกรดอ่อนๆ; แต่ Ba(OH)₂ ละลายได้เพียงพอที่จะใช้เป็นเบส
- ซัลเฟต (ละลายได้น้อยลงตามกลุ่ม): MgSO₄ ละลายได้ — เกลือเอปซอม; แต่ BaSO₄ ไม่ละลาย, นี่คือเหตุผลที่ สารทึบรังสี ปลอดภัยต่อการกลืนสำหรับตรวจเอกซเรย์
ดังนั้น แนวโน้มทั้งสองนี้จึงอธิบายยาลดกรด เกลืออาบน้ำ และการตรวจเอกซเรย์ทางการแพทย์
คุณเข้าใจแล้ว
- $\Delta H^{\ominus}_{\text{sol}} = -\Delta H_{\text{latt}} + \Delta H_{\text{hyd}}$ (ทำลายแลตติซ, แล้วไฮเดรต)
- ไฮดรอกไซด์: พลังงานแลตติซลดลงมากตามกลุ่ม → ละลายมากขึ้น (Mg(OH)₂ ไม่ละลาย → Ba(OH)₂ ละลาย)
- ซัลเฟต: พลังงานแลตติซ ≈ คงที่, การลดลงของพลังงานไฮเดรตมีอิทธิพล → ละลายน้อยลง (MgSO₄ ละลาย → BaSO₄ ไม่ละลาย)