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對(duì)氫氧化鈣的溶解度隨著溫度升高而降低的問(wèn)題,主流的解釋是,氫氧化鈣有兩種水合物〔Ca(OH)·2HO和2Ca(OH)·HO〕。這兩種水合物的溶解度較大,無(wú)水氫氧化鈣的溶解度很小。隨著溫度的升高,這些結(jié)晶水合物逐漸變?yōu)闊o(wú)水氫氧化鈣,所以,氫氧化鈣的溶解度就隨著溫度的升高而減小。
過(guò)程1(即電離過(guò)程)只能是個(gè)吸熱過(guò)程(可從系統(tǒng)的電勢(shì)能的角度分析而知)。而過(guò)程2(即溶劑化過(guò)程)的熱應(yīng)卻不定。
我們以固體Ca(OH)溶于水為例。溶解前的體系是氫氧化鈣固體和純水。
對(duì)于過(guò)程2:Ca(OH)(固體)+nHO → Ca(OH)。nHO(溶液)的熱應(yīng)主要取決于氫氧化鈣是否與水作用形成配合物即Ca(OH)。nHO的形式(n的值取決于鈣元素的空電子軌道數(shù)目和其他外部條件如溫度條件等)。事實(shí)上氫氧化鈣是能和水形成配和物的。而形成配合物的過(guò)程是個(gè)放熱過(guò)程。形成的配合可以發(fā)生過(guò)程2(即電離過(guò)程):
Ca(OH)。nHO → Ca(HO)n2+ + 2OH-
由于鈣元素與水分子的配合過(guò)程的放熱應(yīng)很大,它包含于過(guò)程1中,超過(guò)了過(guò)程1與過(guò)程2中其它有熱應(yīng)的過(guò)程的影響,故氫氧化鈣的溶解過(guò)程總的熱應(yīng)是放熱。溫度升高將會(huì)使溶解平衡過(guò)程向相反方向移動(dòng),故而氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小。體系在溶解前后總的能量比較是溶解前大于溶解后。多余的能量以熱能的形式放出。
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