Hệ thống lý thuyết và một số bài tập về nguyên lý I, II của nhiệt động học
Na+(k) + Cl(k)
∆H ion ,Na
∆Hal, Cl
1 ∆H pl,Cl2 2 Na (k ) +
1 Cl2(k ) 2 Utt, NaCl
∆Hth, Na
1 Cl 2(k ) 2
O
Na (r ) +
FF IC IA L
Na+(k) + Cl–(k)
Na(k) + Cl2(k)
Ơ
N
∆H0NaCl
H
NaCl(tt)
N
Đồ thị entanpi của NaCl Từ đồ thị entanpi, ta có:
Q
U
Y
1 U tt,NaCl = − ∆H 0NaCl + ∆H th,Na + ∆H pl,Cl2 + ∆H ion ,Na + ∆H al,Cl 2 1 = − ( − 410,8) + 108,7 + .244,3 + 5020 + ( − 370, 2) = 773,6 kJ / mol 2
D
ẠY
KÈ
M
Chú ý: Trong thực tế, năng lượng mạng lưới tinh thể Utt được tính toán dựa trên cấu trúc hình học của mạng lưới tinh thể. Vì vậy, người ta thường dùng chu trình Born – Haber để xác định ái lực với electron của các nguyên tố, một đại lượng rất khó xác định bằng thực nghiệm. 5.4.2.7. Nhiệt hiđrat hóa của các ion Thực nghiệm cho thấy quá trình hòa tan cũng kèm theo hiệu ứng nhiệt, gọi là nhiệt hòa tan. Ví dụ, nhiệt hòa tan của NaCl là 3,7 kJ/mol. Mặt khác, thực nghiệm cũng cho thấy rằng, khi hòa tan các hợp chất ion, trong dung dịch tồn tại các ion. Như vậy, trong quá trình hòa tan đã xảy ra sự phá vỡ mạng lưới tinh thể của chất tan. Quá trình này như đã biết, đòi hỏi cung cấp một năng lượng khá lớn. Chẳng hạn, 774,0 kJ/mol trong trường hợp NaCl. Từ đây xuất hiện câu hỏi, tại sao quá trình phá vỡ mạng lưới tinh thể đòi hỏi cung cấp một lượng năng lượng lớn như vậy mà nhiệt hòa tan lại rất bé? Câu trả lời là: các ion được tạo 30