salters löslighet i vatten (otydlig kurslitteratur)
så här står det i min kemibok (kemiboken 2, hans borén 2012, s 86):
"En jonförening löser sig i vatten om den energi som frigörs när jonerna hydratiseras är större än den energi som krävs för att bryta jonbindningarna i kristallen och vätebindningarna i vattnet."
detta tolkar jag som att reaktionen då ett salt löser sig i vatten alltid är exoterm, eftersom energi frigörs.
vidare i boken står dock:
"Upplösning av salter kan ske under värmeutveckling. Andra salter ger en betydande temperatursänkning när de löser sig i vatten. Att de löser sig, trots att entalpin minskar, beror på att entropin, oordningen ökar när saltet löses upp."
från det här andra stycket drar jag slutsatsen att vissa reaktioner inte alls är exoterma, utan endoterma, men att jonföreningarna kan lösa sig ändå.
jag vet att det är entropin som styr huruvida en reaktion kan ske eller inte – entropin i ett slutet system kommer alltid öka. så i sig tycker jag inte att det är konstigt att vissa reaktioner kommer vara endoterma, utan det som förvirrar mig är att jag tycker att det andra stycket säger emot det första.
jag har en tendens att haka upp mig på ord och formuleringar och blir inte klok på vad som menas i den här texten. först har borén skrivit att reaktionen måste vara exoterm för att jonföreningen ska kunna lösas i vatten. sedan skrivs att vissa reaktioner är endoterma. hur går det ihop?
OM energin som frigörs när jonerna hydratiseras är större än den energi som krävs för att bryta jonbindningarna i kristallen och vätebindningarna i vattnet så kan jonföreningen lösas i vatten. När detta sker frigörs energi, så det är en exoterm reaktion.
OM energin som frigörs när jonerna hydratiseras är mindre än den energi som krävs för att bryta jonbindningarna i kristallen och vätebindningarna i vattnet så kan entropiökningen, om den är tillräckligt stor, när saltet löser sig i vattnet göra så att jonföreningen ÄNDÅ löser sig i vatten. När detta sker upptas energi, så det är en endoterm reaktion.
OM energin som frigörs när jonerna hydratiseras är mindre än den energi som krävs för att bryta jonbindningarna i kristallen och vätebindningarna i vattnet och OM entropiökningen är för liten så är saltet svårlösligt.
Blev det klarare?
Jag förstår att det kan verka förvirrande. Problemet är att boken syftar på två olika typer av energier.
Jonföreningen löser sig om det leder till en sänkning av Gibbs fria energi. Entalpi-begreppet innefattar alla typer av energier, men Gibbs fria energi är bara den del av energin som kan användas till att utföra arbete. En ändring i Gibbs fria energi kan skrivas som följande:
Man kan ungefär se det som att en sänkning av Gibbs fria energi innebär att energin går från att vara ordnad och användbar, till att vara ostrukturerad och oanvändbar. Om man lyfter en sten från marken utför man ett arbete. Alla atomer i stenen rör sig uppåt, så det är en sorts "riktad rörelseenergi" som kan användas för att förflytta stenen. Om man istället värmer stenen med lika mycket energi så kommer den inte att lyftas upp i luften, detta trots att stenens atomer har fått lika mycket rörelseenergi. Skillnaden är att det första handlar om rörelseenergi där alla atomer rör sig åt samma håll, medan värme är slumpaktiga rörelser åt all möjliga håll. Värme är alltså energi med ganska låg "kvalitet" för att utföra arbete. Det är den typen av skillnader i energikvalitet man försöker mäta med Gibbs fria energi. Man ser ifall energin har blivit mer eller mindre "värdelös". Naturen strävar efter att göra energin mer oanvändbar, vilket egentligen är ett annorlunda sätt att säga att naturen strävar efter att öka entropin.
Det gäller alltså att en reaktion kommer att ske (vara spontan) om . Om reaktionen är endoterm innebär det att vilket medför att det måste gälla att för att reaktionen ska kunna ske. En endoterm reaktion måste alltid leda till en så pass stor ökning av entropin att det räcker för att .
