Топлинни ефекти, когато веществата се разтварят във вода. Учебник по химия за постъпващи във висши учебни заведения Термични ефекти по време на разтваряне накратко
Всяко вещество съхранява определено количество енергия. Ние срещаме това свойство на веществата още на закуска, обяд и вечеря, тъй като храната позволява на тялото ни да използва енергията на голямо разнообразие от химични съединения, съдържащи се в храната. В тялото тази енергия се превръща в движение, работа и се използва за поддържане на постоянна (и доста висока!) телесна температура.
Енергията на химичните съединения е концентрирана главно в химичните връзки. Разкъсването на връзката между два атома изисква ЕНЕРГИЯ. Когато се образува химическа връзка, енергията се ОСВОБОЖДАВА. Всяка химическа реакция се състои в разкъсване на едни химични връзки и образуване на други.
Когато в резултат на химическа реакция по време на образуването на нови връзки се освободи ПОВЕЧЕ енергия, отколкото е необходима за разрушаване на „старите“ връзки в изходните вещества, тогава излишната енергия се освобождава под формата на топлина. Пример са реакциите на горене. Например природният газ (метан CH 4) изгаря в кислород във въздуха, освобождавайки голямо количество топлина. Реакцията може да се случи дори с експлозия - толкова много енергия се съдържа в тази трансформация. Такива реакции се наричат ЕКЗОТЕРМИЧНИ от латинското "exo" - навън (означава отделената енергия).
В други случаи разрушаването на връзките в първоначалните вещества изисква повече енергия, отколкото може да се освободи при образуването на нови връзки. Такива реакции възникват само при подаване на енергия отвън и се наричат ЕНДОТЕРМИЧНИ (от латинското "ендо" - вътре). Пример за това е образуването на въглероден оксид (II) CO и водород H2 от въглища и вода, което се случва само при нагряване
По този начин всяка химическа реакция е придружена от освобождаване или поглъщане на енергия. Най-често енергията се отделя или абсорбира под формата на топлина (по-рядко под формата на светлина или механична енергия). Тази топлина може да бъде измерена. Резултатът от измерването се изразява в килоджаули (kJ) за един МОЛ реагент или (по-рядко) за един мол реакционен продукт. Това количество се нарича ТОПЛИНЕН ЕФЕКТ НА РЕАКЦИЯТА. Например, топлинният ефект от реакцията на горене на водород в кислород може да бъде изразен чрез всяко от двете уравнения: 2 H 2 (g) + O 2 (g) = 2 H 2 O (l) kJ или H 2 (g) + 1/2 O 2 ( g) = H 2 O (l) kJ
Топлинните ефекти на химичните реакции са необходими за много технически изчисления. Представете си себе си за момент като дизайнер на мощна ракета, способна да изстрелва космически кораби и други полезни товари в орбита. Най-мощната руска ракета в света "Енергия" преди изстрелване на космодрума Байконур. Двигателите на един от неговите етапи работят на втечнени газове - водород и кислород. Да приемем, че знаете работата (в kJ), която ще трябва да бъде изразходвана за доставяне на ракета с товар от повърхността на Земята до орбита; вие също знаете работата за преодоляване на въздушното съпротивление и други енергийни разходи по време на полета. Как да изчислим необходимия запас от водород и кислород, които (във втечнено състояние) се използват в тази ракета като гориво и окислител? Без помощта на топлинния ефект на реакцията на образуване на вода от водород и кислород това е трудно да се направи. В крайна сметка топлинният ефект е самата енергия, която трябва да изведе ракетата в орбита. В горивните камери на ракетата тази топлина се преобразува в кинетична енергия на молекули горещ газ (пара), които излизат от дюзите и създават реактивна тяга. В химическата промишленост топлинните ефекти са необходими за изчисляване на количеството топлина за загряване на реактори, в които протичат ендотермични реакции. В енергийния сектор производството на топлинна енергия се изчислява с помощта на топлината на изгаряне на горивото. Диетолозите използват термичните ефекти от окисляването на храната в организма, за да създадат правилни диети не само за пациенти, но и за здрави хора - спортисти, работници с различни професии. Традиционно изчисленията тук не използват джаули, а други енергийни единици - калории (1 кал = 4,1868 J). Енергийното съдържание на храната се отнася за всяка маса хранителни продукти: 1 g, 100 g или дори стандартна опаковка на продукта. Например, на етикета на буркан с кондензирано мляко можете да прочетете следния надпис: „калорично съдържание 320 kcal/100 g“.
Клонът на химията, който се занимава с изучаването на преобразуването на енергия при химични реакции, се нарича термохимия.Има два закона на термохимията: 1. Закон на Лавоазие-Лаплас (топлинният ефект на правата реакция винаги е равен на топлинния ефект на обратната реакция с обратен знак.) 2. G.I Хес (топлинният ефект на реакция зависи само от началното и крайното състояние на веществата и не зависи от междинните етапи на процеса.
Следователно разтварянето е физико-химичен процес. Разтварянето на веществата се придружава от топлинен ефект: отделяне (+Q) или поглъщане (-Q) на топлина, в зависимост от природата на веществата. Самият процес на разтваряне се определя от взаимодействието на частиците на разтворимото вещество и разтворителя.
Експериментално определете кои вещества се разтварят във вода, придружени от отделяне на топлина (+Q) и кои от абсорбция (-Q). Материали: ацетон, захароза, натриев хлорид, натриев карбонат (безводен и/или кристален хидрат), натриев бикарбонат, лимонена киселина, глицерин, вода, сняг. Оборудване: електронен медицински термометър или температурен сензор от комплекти цифрови сензори в училищните кабинети по химия, физика или биология.
6 Захароза Натриев хлорид Натриев карбонат (безводен) Натриев бикарбонат Лимонена киселина Глицерин Сняг
Работа със съученици Тест 1. При стандартни условия топлината на образуване е 0 за: а) водород б) вода в) водороден прекис г) алуминий. 2. Реакцията, чието уравнение N2 + O2 = 2NO-Q се отнася до реакциите на: а) ендотермично съединение б) екзотермично съединение в) ендотермично разлагане г) екзотермично разлагане.
3. Реакцията е ендотермична: а) изгаряне на водород б) разлагане на вода в) изгаряне на въглерод г) изгаряне на метан. 4. Кое определение е неправилно за тази реакция: 2 NaNO3 (твърдо) = 2 NaNO2 (твърдо) + O2 (g) - Q а) хомогенна б) ендотермична в) реакция на съединението г) редокс. 5. Основният закон на термохимията е законът на: а) Гей-Лусак б) Хес в) Авогадро г) Пруст
Основната роля при образуването на солвати играят крехките междумолекулни сили и по-специално водородните връзки. По този начин, като се има предвид механизмът на разтваряне на вещество, използвайки примера на NaCl във вода, беше ясно, че положителните и отрицателните йони, присъстващи в кристалната решетка, могат, според законите на електростатичното взаимодействие, да привличат или отблъскват молекули на полярен разтворител. Например, положително заредените Na+ йони могат да бъдат заобиколени от един или повече слоя полярни водни молекули (йонна хидратация). Отрицателно заредените Cl - йони също могат да взаимодействат с молекулите на полярния разтворител, но ориентацията на водните диполи около Cl - йони ще се различава от ориентацията около Na + йони (виж Фиг. 1).
В допълнение, доста често разтвореното вещество може също да взаимодейства химически с разтворителя. Например хлорът, когато се разтвори, реагира с вода (хлорна вода)
Cl2 +H2O=HCl + HOCI
Амонякът, разтваряйки се във вода, едновременно образува амониев хидроксид (по-точно амонячен хидрат)
NH 3 + H 2 O=NH 3 H 2 O↔H 4 + + OH -
По правило по време на разтварянето се абсорбира или отделя топлина и настъпва промяна в обема на разтвора. Това се обяснява с факта, че когато веществото се разтваря, възникват два процеса: разрушаване на структурата на разтвореното вещество и взаимодействието на частиците на разтворителя с частиците на разтвореното вещество. И двата процеса са придружени от различни енергийни промени. Необходима е енергия, за да се разруши структурата на разтвореното вещество, докато енергията се освобождава, когато частиците на разтворителя взаимодействат с частиците на разтвореното вещество.
В зависимост от съотношението на тези топлинни ефекти, процесът на разтваряне на дадено вещество може да бъде ендотермичен или екзотермичен. Топлинните ефекти при разтваряне на различни вещества са различни. По този начин, когато сярната киселина се разтваря във вода, се отделя значително количество топлина. Подобно явление се наблюдава при разтваряне на безводен меден сулфат във вода (екзотермични реакции). При разтваряне на калиев нитрат или амониев нитрат във вода температурата на разтвора пада рязко (ендотермични процеси), а при разтваряне на натриев хлорид във вода температурата на разтвора практически не се променя.
Изследването на разтвори по различни методи показва, че във водни разтвори се образуват съединения на частици разтворено вещество с водни молекули - хидратира.В случая на меден сулфат наличието на хидрати се открива лесно чрез промяна на цвета: безводна бяла сол, разтваряща се във вода, образува син разтвор.
Понякога хидратната вода е толкова здраво свързана с разтвореното вещество, че когато се отдели от разтвора, тя става част от неговите кристали. Кристалните вещества, съдържащи вода, се наричат кристални хидрати. Водата, включена в структурата на такива кристали, се нарича кристализация.
Термохимия.
Разделът на химическата термодинамика, посветен на изучаването на топлинните ефекти на химичните реакции, се нарича термохимия. Значението на термохимията в практиката е много голямо, като се има предвид, че топлинните ефекти се изчисляват при съставяне на топлинни баланси на различни процеси и при изучаване на химични равновесия.
Термохимията позволява да се изчислят топлинните ефекти на процеси, за които няма експериментални данни. Това се отнася не само за химичните реакции, но и за процесите на разтваряне, изпаряване, сублимация, кристализация и други фазови преходи.
Топлинен ефектХимическата реакция е максималното количество топлина, което се отделя или абсорбира в необратим процес при постоянен обем или налягане и при условие, че реакционните продукти и изходните материали са при една и съща температура и няма друг вид работа освен разширяване. Топлинният ефект се счита за положителен, когато топлината се абсорбира по време на реакция (ендотермична реакция); ако топлината се отделя, тя е отрицателна (екзотермична реакция). Според Законът на Хес, установен експериментално през 1846 г., - топлинният ефект на процеса не зависи от междинните етапи на процеса, а се определя само от началното и крайното състояние на системата.
Законът на Хес е доста строг само за процеси, протичащи при постоянен обем, когато топлинният ефект е равен на ∆U (промяна на вътрешната енергия) или при постоянно налягане, когато топлинният ефект е равен на ∆H (промяна на енталпията).
δQv = dU, Qv = ΔU
δQp = dH, Qp = ΔH
За тези процеси той лесно се извежда от общия първи закон на термодинамиката (законът на Хес е установен преди да бъде въведено уравнението на първия закон на термодинамиката).
Изводи от закона на Хес:
1. Топлината на образуване на съединение от изходни вещества не зависи от метода на получаване на това съединение. Топлинният ефект на реакцията е равен на алгебричната сума на топлините на образуване на реакционните продукти минус алгебричната сума на топлините на образуване на изходните вещества, като се вземе предвид стехиометричният коефициент.
Топлината на разлагане на съединение до същите изходни вещества е равна и противоположна по знак на топлината на образуване на съединение от тези вещества. Топлинният ефект от разлагането на всяко химично съединение е точно равен и противоположен по знак на топлинния ефект от неговото образуване
ΔН dec. = - ΔН обр.
- Ако две реакции имат еднакви начални състояния и различни крайни състояния, тогава разликата в техните топлинни ефекти е равна на топлинния ефект от прехода от едно крайно състояние в друго.
3. Ако един и същ продукт се образува от две различни системи в резултат на различни процеси, тогава разликата между стойностите на топлинните ефекти на тези процеси е равна на топлината на преход от първата система към втората.
Следствия от закона на Хес:
1. Топлинният ефект на реакцията е равен на сумата от топлините на образуване на реагенти от прости вещества. Тази сума се разделя на два члена: сумата от топлините на образуване на продукти (положителни) и сумата от топлините на образуване на изходни вещества (отрицателни), като се вземат предвид стехиометричните коефициенти.
ΔHх.р. = ∑ (ΔH f ν i) прод. - ∑(ΔH f ν i) реф.
- Топлинният ефект на реакцията е равен на сумата от топлините на изгаряне на изходните вещества минус топлините на изгаряне на реакционните продукти, като се вземе предвид стехиометричният коефициент.
ΔHх.р. = ∑ (ΔH сг i · ν i) реф. - ∑(ΔH сг · ν i) пр.
ΔНх.р.= ΔН сг (СН 4) - ΔН сг (СО 2) - 2 ΔН сг (Н 2 О)
ΔН сг (О 2) = 0
По този начин законът на Хес се прилага в различни термохимични изчисления и е основният закон на термохимията. Позволява да се изчислят топлинните ефекти на процеси, за които липсват експериментални данни; топлинни ефекти от реакции, протичащи в калориметъра; за бавни реакции, тъй като топлината ще се разсейва по време на реакцията и в много случаи за тези, за които не могат да бъдат измерени при правилните условия или когато процесите все още не са извършени. Това се отнася както за химичните реакции, така и за процесите на разтваряне, изпарение, кристализация, адсорбция и др.
Прилагането на този закон обаче изисква стриктно спазване на предпоставките, които са в основата му. На първо място, необходимо е и в двата процеса началното и крайното състояние да са наистина идентични. В този случай е от съществено значение не само еднаквостта на химичния състав на продуктите, но и условията на тяхното съществуване (температура, налягане и др.) И агрегатното състояние, а за кристалните вещества също и еднаквостта на кристалната модификация . При точни изчисления, ако някое от веществата, участващи в реакциите, е в силно диспергирано (т.е. силно фрагментирано) състояние, понякога дори същата степен на дисперсия на веществата се оказва значителна.
Очевидно топлинният ефект също ще се различава в зависимост от това дали получените или изходните вещества са в чисто състояние или в разтвор, като се различават по количеството топлина на разтвора. Топлинният ефект на реакция, протичаща в разтвор, е равен на сумата от топлинния ефект на самата реакция и топлинния ефект на процеса на разтваряне на химични съединения в даден разтворител.
Течни разтвори
(използвайки примера на водни разтвори)
Разтворимост– това е свойството на веществото да се разпределя равномерно в разтворител. Разтворимостта зависи от естеството на веществото, температурата и налягането.
Когато дадено вещество се разтвори, настъпва равновесие:
разтвор на разтворено вещество (фаза).
При равновесие промяната в енергията на Гибс на системата е нула (∆G=0). Разтвор, в който се установява равновесие между процесите на разтваряне и образуване на вещество (утаяване, кристализация, изолиране), се нарича наситен.
В свръхнаситените разтвори съдържанието на разтворено вещество е по-голямо, отколкото в наситените разтвори. Това са нестабилни решения.
Ненаситен разтвор е разтвор, в който при дадена температура и налягане е възможно по-нататъшно разтваряне на вещества.
Разтворимостта на различни вещества в конкретен разтворител зависи от температурата: тя може да се увеличи, намали или да остане постоянна. Разтворимостта на газовете в течност зависи от природата на газа, разтворителя и температурата. То е право пропорционално на парциалното налягане на газа над повърхността на разтвора.
Движещите сили за образуването на разтвори са факторите на ентропията и енталпията. Когато газовете се разтварят в течност, ентропията винаги намалява (ΔS<0), а при растворении кристаллов возрастает (ΔS>0). Колкото по-силно е взаимодействието между разтвореното вещество и разтворителя, толкова по-голяма е ролята на фактора енталпия при образуването на разтвори.
Промяната на енталпията по време на разтваряне се определя от:
· процес на разкъсване на връзки в разтворено вещество, изискващ разход на енергия (ендотермичен процес ∆ H 1 >0);
· процесът на образуване на съединение между молекули (йони) на разтворено вещество и разтворител, придружен от освобождаване на енергия (екзотермичен процес ∆H 2<0).
По този начин топлината на разтвор включва два термина:
DH разтвор. = (DH 1) + (DH 2), където
DН 1 – топлина на разрушаване, DН 2 – топлина на взаимодействие.
Ако DN 1 > DH 2, тогава DN сол. > 0, т.е. при разтваряне се наблюдава ендотермичен термичен ефект (разтворът се охлажда).
Например: когато NH 4 NO 3 се разтвори във вода, разтворът се охлажда.
Ако DN 1< DН 2 , то DН раств. < 0, т.е. при растворении наблюдается экзотермический тепловой эффект (раствор нагревается).
Например: когато H 2 SO 4 се разтвори във вода, разтворът става много горещ.
По време на разтварянето възниква химично взаимодействие между разтвореното вещество и разтворителя. Съединенията, образувани при този процес, се наричат солвати. , а при водните разтвори – хидрати. Процесът на образуване на солвати и хидрати се нарича солватация и хидратация. Взаимодействието се дължи на силите на Ван дер Ваалс (сили на междумолекулни взаимодействия), следователно солватите (хидратите) са съединения, които са по-малко силни от обикновените химични съединения.
Въпреки това, в повечето съединения, когато разтвореното вещество се освободи от разтвора в твърдата фаза, водните молекули също преминават в състава на кристалите. Тази вода се нарича вода на кристализация, а самите съединения се наричат кристални хидрати.В тази връзка е необходимо да се прави разлика между безводни кристални вещества и кристални хидрати.
Например: Na 2 SO 4 – безводен,
Na 2 SO 4 ∙7H 2 O е хептаден кристален хидрат на натриев сулфат.
За термохимичните изчисления е необходимо всички топлинни ефекти да се припишат на реагентите и продуктите в стандартно състояние. Стандартното състояние на материята е най-термодинамично стабилната форма при налягане от 1 atm и температура от 298,15 K.
Стандартна топлина на образуване DH° f е топлинният ефект от образуването на 1 мол от всяко вещество от прости вещества при стандартни условия.
В това отношение топлината на образуване на прости вещества е нула, тъй като те съответстват на реакциите
Въпреки това, топлината на реакциите
не са равни на нула, тъй като са топлина на процеси: агрегатна трансформация (а), полиморфна трансформация (б), дисоциация (в).
Стандартна топлина на образуване на йон във воден разтворе топлината на образуване на един мол хидратиран йон в разтвор с моларна концентрация на йона, равна на единица от прости вещества при стандартни условия. В този случай топлината на образуване на водороден йон обикновено се приема за нула.
C (графит) + 3/2O 2 (газ) + aq + 2e → CO 3 2- aq, ΔH f (CO 3 2- aq)
Стандартна калоричностDН° горене. е топлината на изгаряне на 1 мол от органично съединение при стандартни условия до CO 2, H 2 O, SO 2, N 2. Ако има други продукти на горене освен CO 2 и H 2 O, това е специално посочено във всяка реакция. Пример:
Топлините на изгаряне на водород и въглерод съвпадат с топлините на образуване на H 2 O и CO 2, тъй като това са топлинните ефекти на реакциите
Стандартна топлина на фазовите промение топлината на превръщане на 1 мол вещество при температура на преход при P = 1 atm. Това включва топлината на топене, изпарение, сублимация и полиморфни трансформации.
Интегрална топлина на разтвора DH m е топлинният ефект на разтваряне с образуването на разтвор с определена концентрация на 1 мол разтворено вещество.
Топлината на разтваряне на газовете обикновено е близка до топлината на тяхната кондензация, а тази на твърдите тела с атомна или молекулна кристална решетка е близка до топлината на топене.
По време на разтварянето на електролитите възникват по-сложни процеси. Топлината на разтваряне на електролитите е алгебричната сума на два основни топлинни ефекта: абсорбцията на топлина по време на разрушаването на кристалната решетка с отстраняването на получените йони на разстояния, съответстващи на обема на разтвора, и отделянето на топлина по време на солватацията (хидратацията) на всеки йон от молекулите на разтворителя. И двата ефекта достигат стотици килоджаули на мол. Тяхната алгебрична сума - наблюдаваната топлина на разтваряне - е от порядъка на единици и десетки килоджаули. Знакът на общия ефект зависи от това кой от членовете е по-голям по абсолютна стойност.
Топлина на образуване на хидрате топлината, отделена, когато водата от кристализацията се добави към един мол безводна сол. Определя се от интегралните топлини на разтваряне на безводна сол и кристален хидрат в такива количества вода, че полученият разтвор да има същата концентрация. Например, можете да получите воден разтвор на MgCl 2 по два начина:
1 - разтваряне на безводна сол MgCl 2
2 - чрез разтваряне на кристален хидрат MgCl 2 6H 2 0 във вода, предварително получен от MgCl 2 и вода.
От тази диаграма, съгласно закона на Хес, може да се получи топлината на образуване на хидрат:
DH хидрат = DH m (MgCl 2) - DH m (MgCl 2 . 6H 2 0)
Топлина на неутрализация. Опитът показва, че в случай на разредени разтвори топлината на реакцията на неутрализация на еквивалента на моларната маса на силна киселина (HC1, H 2 S0 4 и т.н.) със силна основа (NaOH, KOH) не зависи от природата на киселината или основата. Това е така, защото протича само една химична реакция
DH неутрален = -55,9 kJ/mol
При неутрализиране на разреден разтвор на слаба киселина или основа, наблюдаваната топлина на неутрализация може да бъде по-малка или по-голяма поради топлината на дисоциация. Топлината на дисоциация се състои от топлината, абсорбирана по време на разлагането на молекула на йони, и топлината на хидратация (разтваряне) на йони от молекулите на разтворителя и следователно може да бъде положителна или отрицателна. По този начин топлината на неутрализация на слаби киселини и основи е
DH неутрален = - 55,9 + DN дис.
Законът на Хес
Г.И. Хес през 1836 г., дори преди да бъде формулирано началото на термодинамиката (1842 г.), експериментално открива основния закон на термохимията:
„Топлинният ефект на реакцията не зависи от междинните етапи, а се определя само от началното и крайното състояние на системата.“
В този случай процесът трябва да протича термодинамично необратимо и получените продукти трябва да имат същата температура като изходните вещества.
Цел на работата - определяне на топлинния ефект от процеса на разтваряне на сол във вода и топлината на реакцията на неутрализация с помощта на калориметър с изотермична обвивка.
По отношение на процесите, които се изучават, трябва да се има предвид следното: химичните реакции, за разлика от фазовите превръщания, са придружени от промяна в състава на веществата в системата. Процесите на разтваряне заемат междинно положение между тях. Тези процеси, ако не познавате природата им, изглеждат трудни за обяснение. Например, за да се разрушат кристалите на натриев хлорид в отделни йони, е необходимо да се изразходва доста значителна енергия (ΔE cr):
NaCl твърд → Na + газ + Cl – газ; DН° разрушаване = +777,26 kJ/mol. (18)
Според първия закон на термохимията, обратният процес на образуване на кристали от йони ще бъде екзотермичен, т.е. DН° изображение = – 777,26 kJ/mol.
В същото време, когато натриевият хлорид взаимодейства с водата, възниква процесът на свързване на Na + и Cl – йони с полярни водни молекули, който се счита за процес на йонна хидратация, придружен от отделяне на значително количество топлина .
Таблица 11 показва стойностите на енергиите на връзката Eb в някои вещества и енталпиите на хидратация DН° на хидридни йони при стандартни условия.
В резултат на това процесите на разтваряне на йонни съединения се считат за обикновени химични реакции и ясно се характеризират с топлинни ефекти. За да ги намерите, е необходимо или да се проведе експериментално изследване, например калориметрично, или да се използват таблични стойности на топлините на образуване на всички хидратирани йони и съединения, участващи в процеса на разтваряне.
Обикновено топлината на разтвора се нарича разтваряне на един мол вещество. Приема се, че се образува безкрайно разреден разтвор. В резултат на това механизмът на разтваряне се представя като процес на разрушаване на кристалната решетка на веществото под въздействието на разтворител (ендотермичен ефект) и като процес на хидратация на получените йони (екзотермичен ефект). Общият топлинен ефект се определя именно от тези процеси.
Таблица 11.
Използвайки първото следствие от втория закон на термохимията, можем да изчислим според наличните в таблица 11. Това са топлинните ефекти от разтварянето на тези вещества, както и топлината на неутрализация на киселина с основа.
Например, енталпията на разтваряне на кристален натриев хлорид във вода се намира по уравнението:
NaCl телевизор аква→ Na + aq + Сl – aq , (19)
DН° p ast. = DН° hydr (Na + aq) + DН° hydr (Cl – aq) – = (20)
420.1 - 353.7 - (- 777.3) = + 3.5 kJ/mol.
Положителният знак на топлинния ефект показва, че процесът на разтваряне протича с абсорбиране на топлина и температурата на разтвора трябва да намалее.
Топлината на реакция на неутрализация е количеството топлина, отделено, когато 1 еквивалент силна киселина реагира с 1 еквивалент силна основа. Това произвежда 1 еквивалент течна вода.
Установено е, че в случай на разредени разтвори топлината на реакциите на силни основи (като NaOH и KOH) със силни киселини (например HCl или H 2 SO 4) не зависи от природата на киселината и база. Това постоянство на топлината на неутрализация се обяснява с почти пълната дисоциация на йони на силни киселини и основи, както и соли, образувани в резултат на реакцията на неутрализация. Следователно, при смесване на разредени разтвори на силна киселина и силна основа, всъщност възниква само една химична реакция, а именно между хидратираните йони на хидрониевия H 3 O + aq и хидроксил OH – a q:
1/2 H 3 O + aq + 1/2 OH – a q → H 2 O течност, (21)
DН° neutr = DН° изображение (Н–ОН) – (1/2)
= – 459,8 – (1/2) · (– 477,8 –– 330,0) = – 55,9 kJ/mol. (22)
Отрицателният знак на топлинния ефект показва, че реакцията на неутрализация протича с отделяне на топлина и температурата на разтвора трябва да се повиши.