В химии энергия гидратации (также энтальпия гидратации ) — это количество энергии , выделяющейся при гидратации одного моля ионов . Энергия гидратации является одним из компонентов количественного анализа сольватации . Это частный случай воды . [1] Значение энергии гидратации является одним из наиболее сложных аспектов структурного прогнозирования. [2] При растворении соли в воде катионы и анионы взаимодействуют с положительными и отрицательными диполями воды. Компромисс этих взаимодействий по сравнению с взаимодействиями внутри кристаллического твердого тела включает энергию гидратации.
Если энергия гидратации больше энергии решетки , то энтальпия растворения отрицательна ( выделяется тепло ), в противном случае — положительна (тепло поглощается). [3]
Энергию гидратации не следует путать с энергией сольватации, которая представляет собой изменение свободной энергии Гибба (не энтальпии) по мере растворения растворенного вещества в газообразном состоянии. [4] Если энергия сольватации положительна, то процесс сольватации эндергонический ; в противном случае оно экзергонично .
Например, вода нагревается при обработке CaCl 2 (безводный хлорид кальция ) вследствие большой теплоты гидратации. Однако гексагидрат CaCl 2 ·6H 2 O охлаждает воду при растворении. Последнее происходит потому, что энергия гидратации не полностью преодолевает энергию решетки, и остаток приходится брать из воды, чтобы компенсировать потери энергии.
Энергии гидратации газообразных Li + , Na + и Cs + составляют соответственно 520, 405 и 265 кДж/моль. [1]