- พลังงานกับการละลาย -

......การละลายก็เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงพลังงานเช่นกัน ดังนั้นการละลายจึงมีได้ 2 ประเภท คือ การละลายแบบดูดความร้อน และการละลายแบบคายความร้อน

ขั้นตอนการละลายน้ำ

......ถ้าสมมติเรานำเกลือแกง(NaCl) ไปละลายน้ำ จะมีขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง ดังนี้

1. ทำให้อนุภาคของของแข็งแยกออกจากกัน เป็นการทำลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค ขั้นตอนนี้ต้องใช้พลังงานซึ่งมีค่าเท่ากับพลังงานโครงร่างผลึก(พลังงานโครงร่างผลึก Lattice energy คือ พลังงานที่ใช้แยกอนุภาคของของแข็งออกจากกันในภาวะก๊าซ) จะได้

NaCl(s) + พลังงานโครงร่างผลึก Na⁺(g) + Cl^-(g) : ดูดพลังงาน H₁

> ขั้นตอนนี้เป็นการดูดพลังงานเพื่อสลายพันธะเดิมของ NaCl

2. อนุภาคที่ถูกแยกออกมาจากขั้นตอนแรกจะไปจับกับอนุภาคของน้ำดังรูปด้านบน อนุภาคของน้ำจะคายพลังงานออกมาจำนวนหนึ่ง เรียกว่า พลังงานไฮเดรชัน (Hydration energy)

Na⁺(g) + Cl^-(g) Na⁺(aq) + Cl^-(aq) : คายพลังงาน H₂

> ขั้นตอนนี้เป็นการคายพลังงานเพื่อสร้างพันธะกับน้ำ โดย aq มาจาก aqueous หมายถึง สารละลายที่มีน้ำเป็นตัวทำละลาย

ถ้าเรารวมขั้นตอนทั้ง 2 เข้าด้วยกันจะได้

NaCl(s) + พลังงานโครงร่างผลึก Na⁺(aq) + Cl^-(aq) : H₃
โดย : H₃ = H₁ - H₂

ถ้า H₃ เป็นค่าบวกแสดงว่าดูดความร้อน
ถ้า H₃ เป็นค่าลบแสดงว่าคายความร้อน
ถ้า H₃ = แสดงว่าไม่ดูดไม่คายความร้อน

สรุป :

...เพราะฉะนั้นในการละลายครั้งหนึ่งจะมีทั้งการดูดและการคายพลังงาน โดยถ้า

พลังงานโครงร่างผลึก > พลังงานไฮเดรชั่น : จะเป็นการละลายแบบดูดความร้อน
พลังงานไฮเดรชัน > พลังงานโครงร่างผลึก : จะเป็นการละลายแบบคายความความร้อน
แต่ถ้า!
พลังงานโครงร่างผลึก >>> พลังงานไฮเดรชั่น
...คือถ้าพลังงานโครงร่างผลึกมากว่าพลังงานไฮเดรชั่นมากๆ สารนั้นจะไม่ละลายน้ำ

การคำนวณการละลาย

ใช้สูตร Q = mc(t)

Q = ปริมาณความร้อน
m =มวลของน้ำ
s = ความจุความร้อน (= 1cal/g หรือ 4.2 J/g หรือ 4.2 kj/kg)
t = อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง

---

ตัวอย่าง : เมื่อนำสาร AB จำนวน 10 กรัมมาละลายในน้ำ 100 g อุณหภูมิก่อนละลาย 23^๐C อุณหภูมิหลังละลาย 30^๐C จงหาปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นเป็นจูล

วิธีคิด :

จาก Q = mc(t) จะได้
Q = 100 x 4.2 x (30-23) = 2,940 จูล
(จะเห็นได้ว่าเราไม่ต้องคำนึงถึงปริมาณสาร AB เลย และหลังละลายน้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้นแสดงว่าเป็นการละลายแบบคายความร้อน)