Die Energiebilanz beim Lösen

Das Lösen eines Salzes lässt sich gedanklich in zwei Teilschritte zerlegen — der eine kostet Energie, der andere setzt Energie frei.

• Gitter aufbrechen:die Ionen werden voneinander getrennt; dafür muss die Gitterenergie aufgewendet werden (endotherm).
• Hydratation:Wassermoleküle lagern sich an die freien Ionen an; dabei wird die Hydratationsenergie frei (exotherm).
• Lösungswärme:Summe beider Energien — sie entscheidet, ob sich die Lösung erwärmt oder abkühlt.
• Vorzeichen:\(+\) = vom System aufgenommen, \(-\) = an die Umgebung abgegeben; Angaben je Mol Salz in kJ/mol.

Klicke „Zerlegen“ und lege die beiden Energie-Balken an die richtige Stelle im Energiediagramm: erst das Gitter aufbrechen, dann hydratisieren. Vergleiche danach die vier Salze (gerundete Literaturwerte).

Halte fest: Die Lösungswärme ist die kleine Differenz zweier großer Energien — überwiegt die Hydratationsenergie, erwärmt sich die Lösung, überwiegt die Gitterenergie, kühlt sie ab.

Mit den beiden Teilenergien lässt sich die Lösungswärme vorhersagen.

Herleitung am Beispiel Kaliumchlorid:

• Exotherm:\(E_\text{Lösung}<0\), die Lösung wird warm, z. B. Calciumchlorid \((-81\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{mol}})\).
• Endotherm:\(E_\text{Lösung}>0\), die Lösung wird kalt, z. B. Ammoniumnitrat in Kühlkompressen \((+26\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{mol}})\).
• Ionengröße:kleine und hoch geladene Ionen haben eine große Gitter- und eine große Hydratationsenergie.