Энергия гидратации

Энергия гидратации — энергия (Н), выделяющаяся при взаимодействии молекул воды с ионами растворяющегося вещества. Она является важнейшей величиной, обеспечивающей возможность растворения ионных или диссоциирующих на ионы соединений и определяющей теплоту растворения (L).

• Величина энергии гидратации для воды (а для других растворителей — энергии сольватации) определяется диэлектрической постоянной воды, равной 81.
• Это означает, что взаимодействие единичного положительного или отрицательного заряда в такой среде уменьшается в 81 раз, что способствует растворению при совокупном влиянии тепловой энергии на подвижность ионов и атомов — кинетической энергии.
• Значение энергии гидратации состоит также в часто преобразующей роли характера связей в соединениях, образующихся при кристаллизации из водных растворов: они становятся более ионными в сравнении с кристаллизацией из расплавов.

Энергия гидратации играет важнейшую роль в явлениях катионного обмена: чем выше энергия гидратации иона при прочих равных условиях (валентности, концентрации), тем охотнее он переходит в раствор в обмен на катионы с меньшей энергией гидратации.

До последнего времени считалось, что энергия гидратации — результат чисто электростатического взаимодействия как анионов, так и катионов с дипольными зарядами молекул воды. Поэтому величина энергии гидратации соединений (Н) вычислялась на основе представлений об энергии кристаллической решётки (U) с поправкой на теплоту растворения (L): H = U + L. Из таких энергий гидратации соединений вычислялись и энергии гидратации ионов, сведённые в таблицы (Мищенко, 1952). Однако на основе новой системы ионно-атомных радиусов механизм взаимодействия катионов с молекулами воды представляется иным. По Лебедеву (1968), между катионами и молекулами воды связь, вероятно, донорно-акцепторная, и только между анионами и молекулами воды — скорее электростатическая (В. И. Лебедев).