余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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常见氯化盐溶解能力的热力学估算

已有 3600 次阅读 2022-2-22 07:47 |系统分类:教学心得

       氯化盐溶解能力的强弱属动力学研究领域,需通过具体的科学实验证实;热力学仅能探讨氯化盐溶解趋势(可能性)的大小. 

       本文拟结合热力学计算推测Li+、Na+、K+、Ca2+及Mg2+的氯化盐在水中的溶解趋势.

  1.氯化盐热力学计算原理及相关物质的热力学数据

    1.1 氯化盐热力学计算原理

       ACln(s)→An+(aq)+nCl-(aq)    (1)

     式(1)中An+代表Li+、Na+、K+、Ca2+或Mg2+.

      本研究氯化盐在298.15K,100kPa的热力学计算由以下三步构成:

      ①ΔrGθm=Σ(νi▪ΔrGθm, i

      ②lnKθ=-ΔrGθm/(8.314×298.15)

      ③Kθ=S▪(nSn,   S=(Kθ/nn1/(n+1)

    1.2 相关物质的热力学数据

     有关物质的热力学数据参见表1.

       表1 有关物质的热力学数据(298.15K,100kPa)[1]

物质ΔfGθm(/kJ▪mol-1
Li+(aq)-293.31
Na+(aq)-261.88
K+(aq)-283.26
Ca2+(aq)-553.58
Mg2+(aq)-454.8
Cl-(aq)-131.26
LiCl(s)-384.4
NaCl(s)-384.1
KCl(s)-408.5
CaCl2(s)-748.8
MgCl2(s)-591.8

 2. 氯化盐解离常数(Kθ)及溶解度(S

        表2 氯化盐解离常数(Kθ)及溶解度(S

物质ΔrGθm(/kJ▪mol-1KθS(/mol▪dm-3
LiCl(s)-40.171.091×1073303.2
NaCl(s)-9.0438.35566.1932
KCl(s)-6.0211.34273.3679
CaCl2(s)-67.36.1817×10115366.4
MgCl2(s)-125.529.8034×10211.3483×107

    表2数据显示,相关氯化物溶解度由大到小顺序为:MgCl2>CaCl2>LiCl>NaCl>KCl.

  3. 结论

      25℃、100kPa下,氯化物在水中溶解趋势由大到小顺序为:MgCl2>CaCl2>LiCl>NaCl>KCl.

  参考文献

[1]Lide D R. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 89th ed. Chemical Co, 2008,17:2688





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