Kas yra tirpalo šiluma?

Tirpalo šiluma, taip pat žinoma kaip tirpalo entalpijos pokytis, yra entalpijos pokytis, atsirandantis, kai tam tikra tirpi medžiaga ištirpinama tirpiklyje, kad susidarytų tirpalas. Entalpija yra termodinamikos terminas, apibūdinantis sistemos energiją. Negalima tiesiogiai išmatuoti visos sistemos entalpijos, todėl entalpijos pokytis naudojamas tokiems matavimams kaip tirpalo šiluma, o ne visa sistemos entalpija. Yra keletas procesų, vykstančių, kai tirpalas ištirpsta tirpale, ir kiekvienas iš jų gali pakeisti tirpalo entalpiją. Daugeliu atvejų nutrūksta įvairūs cheminiai ryšiai ir susidaro nauji ryšiai, dėl kurių pasikeičia entalpija.

Yra trys pagrindiniai tirpios medžiagos ištirpinimo tirpiklyje aspektai, kurie prisideda prie tirpalo šilumos. Pirma, kai pridedama tirpios medžiagos, cheminė sąveika, jungianti tirpių medžiagų molekules, nutrūksta, todėl reikia sunaudoti šiek tiek energijos. Be to, cheminės traukos, jungiančios tirpiklių molekules, taip pat nutrūksta, kai tirpios medžiagos molekulės patenka į sistemą, ir vėl reikia energijos. Galiausiai, nutrūkus šiems potraukiams, susidaro nauja sąveika tarp tirpiklio ir tirpių medžiagų molekulių, dėl kurių išsiskiria šiek tiek energijos.

Pirmieji du tirpimo aspektai reikalauja energijos ir yra vadinami endoterminiais procesais. Trečiasis, kurio metu susidaro traukos tarp tirpiklio ir tirpiųjų medžiagų molekulių, vadinamas egzoterminiu procesu, nes jis išskiria energiją į sistemą. Norint nustatyti bendrą tirpalo šilumą, galima tiesiog paimti kiekvieno entalpijos pokyčio sumą. Kai kuriais atvejais pirmosioms dviem tirpimo dalims reikia daugiau energijos nei formuojant naujus patrauklius išmetimus, todėl procesas apskritai yra endoterminis. Kitose šalyse galutinis energijos išsiskyrimas yra didesnis nei energija, reikalinga ištirpinti tirpią medžiagą ir tirpiklį-tirpiklį, todėl procesas apskritai yra egzoterminis.

Taip pat galima išmatuoti tirpalo šilumą pagal tirpalo temperatūros pokyčius. Dažniausiai egzoterminis procesas išskirs energiją į sistemą ir todėl padidins tirpalo temperatūrą. Kita vertus, pirmiausia endoterminis procesas sunaudos energiją ir todėl sumažins reakcijos temperatūrą. Jei iš anksto žinome įvairias tirpios medžiagos ir tirpiklio savybes, galima naudoti temperatūros pokytį tirpalo šilumai nustatyti pakankamai tiksliai.