Энтальпии растворения и гидратации
Изменение энтальпии, происходящее при растворении одного моля вещества в определенном растворителе с образованием бесконечно разбавленного раствора, называется энтальпией растворения или теплотой растворения. Энтальпию растворения нетрудно измерить экспериментально.
Происходящее изменение энтальпии может быть объяснено двумя причинами.
Во-первых, при растворении должны быть разорваны связи между частицами, которые удерживают их вместе в твердом веществе. Во-вторых, эти частицы становятся сольватированными.
Рассмотрим в качестве примера растворение в воде какого-либо ионного кристалла. Прежде всего должно происходить изменение энтальпии, связанное с разрушением ионной решетки кристалла. Далее, происходит сольватация ионов в воде, иначе говоря, их гидратация. Весь этот процесс в целом может оказаться экзотермическим либо эндотермическим. Например, если хлорид натрия растворяется в воде, этот процесс сопровождается небольшим результирующим поглощением энергии, т.е. является эндотермическим.
Разрушение кристаллической решетки представляет собой процесс, обратный ее образованию. Следовательно, энергия, необходимая для разрушения одного моля решетки с образованием изолированных газообразных ионов, равна по абсолютной величине и обратна по знаку изменению энергии, которым сопровождается образование одного моля решетки из входящих в нее изолированных газообразных ионов. Но последнее изменение энергии представляет собой не что иное, как энтальпию решетки. Для хлорида натрия она имеет значение -776 кДж/моль. Следовательно, мы можем записать
Изменение энтальпии, которым сопровождается гидратация одного моля обоих типов этих газообразных ионов, называется энтальпией гидратации.
Значения энтальпий гидратации нельзя определить экспериментально. Однако их можно находить с помощью закона Гесса:
Рис. 5.15. Энтальпийная диаграмма растворения хлорида натрия в воде.
Таблица 5.11. Энтальпии гидратации ионов
откуда
Подставляя в последнее уравнение соответствующие значения для 
получаем
Как обычно, соотношение между этими тремя энтальпиями можно представить в графической форме с помощью энтальпийной диаграммы (рис. 5.15). Данная энтальпийная диаграмма не содержит исходного уровня, поскольку расчет не включает энтальпию образования веществ из составляющих их элементов в их стандартных состояниях. Кроме того, поскольку рассматриваются только изменения энтальпии, можно не пользоваться абсолютной шкалой энтальпии Н.
Энтальпия гидратации хлорида натрия представляет собой сумму энтальпий гидратации ионов натрия и хлорид-ионов:
Энтальпии гидратации индивидуальных ионов можно оценить, сравнивая энтальпии гидратации ряда ионных соединений, имеющих общий ион. Для таких оценок принято пользоваться в качестве стандарта энтальпией гидратации иона Н 
имеющей значение -1075 кДж/моль. В табл. 5.11 приведены значения энтальпий гидратации для ионов некоторых щелочных металлов и галогенид-ионов. Отметим, что эти значения закономерно уменьшаются при перемещении сверху вниз в рамках каждой группы.
