Номер 2, страница 74 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 4. Кислород и сера. Параграф 21. Оксид серы(VI). Серная кислота. Вопросы в начале параграфа - номер 2, страница 74.

Условие.

● Почему растворение — это физико-химический процесс?

Решение.

Решение 2.

Растворение является сложным процессом, который включает в себя как физические, так и химические явления, поэтому его и называют физико-химическим. Процесс можно условно разделить на две составляющие.

Физическая сторона процесса

С физической точки зрения растворение — это процесс разрушения структуры растворяемого вещества и равномерного распределения его частиц (молекул или ионов) среди частиц растворителя. Этот процесс включает в себя:

• Разрушение связей в растворяемом веществе. Например, для твердых кристаллических веществ, таких как поваренная соль ($NaCl$) или сахар ($C_{12}H_{22}O_{11}$), необходимо затратить энергию на разрушение ионной или молекулярной кристаллической решетки.
• Частичное разрушение связей между молекулами самого растворителя, чтобы освободить пространство для частиц растворяемого вещества.
• Диффузия — самопроизвольное и равномерное распределение частиц растворенного вещества по всему объему растворителя, что приводит к образованию гомогенной (однородной) системы — раствора.

Эти явления считаются физическими, так как они связаны с изменением агрегатного состояния и смешиванием, но не с образованием принципиально новых химических веществ.

Химическая сторона процесса

С химической точки зрения происходит активное взаимодействие частиц растворяемого вещества с молекулами растворителя. Этот процесс называется сольватацией, а в частном случае, когда растворителем является вода, — гидратацией. В результате этого взаимодействия образуются особые частицы — сольваты (или гидраты).

• Между частицами растворенного вещества и диполями молекул растворителя возникают новые связи (например, ион-дипольные, водородные).
• Образование сольватов всегда сопровождается выделением энергии. Например, при растворении концентрированной серной кислоты ($H_2SO_4$) в воде выделяется большое количество теплоты, что свидетельствует о сильном химическом взаимодействии.
• Признаком химического взаимодействия часто служат внешние изменения, например, изменение цвета. Безводный сульфат меди(II) ($CuSO_4$) — это белый порошок, а при растворении в воде он образует раствор характерного голубого цвета. Это изменение обусловлено образованием гидратированных ионов меди $[Cu(H_2O)_6]^{2+}$.

Таким образом, общий тепловой эффект растворения складывается из затрат энергии на физические процессы (разрушение связей, что требует энергии) и выделения энергии в ходе химического процесса сольватации. В зависимости от баланса этих двух составляющих, растворение может быть как экзотермическим (с выделением тепла), так и эндотермическим (с поглощением тепла).

Ответ: Растворение — это физико-химический процесс, потому что он одновременно включает в себя физические явления (разрушение структуры вещества и диффузия его частиц в объеме растворителя) и химические явления (взаимодействие частиц растворяемого вещества с молекулами растворителя с образованием новых частиц — сольватов/гидратов, сопровождающееся тепловым эффектом).