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溶解のしやすさと水和について
HClもNH3も水に易溶ですが、 HClの電離定数は極めて大きいため、水中でH+とCl-にほぼ完全に電離し、それだけ水和するH2O分子も多く、 対してNH3の電離定数はK=1.74*10^-5であるため、水中でもNH3が多く存在し、それだけ水和するH2O分子も少ない。 この考え方ってあってますか? もし間違っているのなら、間違っている点を率直に指摘してくださるとありがたいです。 よろしくお願いします。
- xenotactic
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No.2です。 > 「溶解度の大きさ」ではなく「水和の強さ」について比較したい 分子間の相互作用が殆どない気体の溶解・水和ですので、「溶解熱の大小」が ほぼ「水和の強弱」を表すものと考えてよいかと思います。 手元に文献がないのでネットで拾った資料からの値になりますが、 塩化水素の溶解熱:約75kJ/mol アンモニアの溶解熱:約34kJ/mol とのことなので、塩化水素の方が強く水和しているということだと思います。 http://www2s.biglobe.ne.jp/~nakacchi/renshu1.pdf http://www.ioes.saga-u.ac.jp/archive/9-3.pdf ※正確には、解離エネルギー分を補正する必要があるので絶対値での議論は できませんが(汗)、解離(溶媒和なし)は吸熱のはずなので、大小比較の結論 としては問題ないと思います。 (解離が大きい塩化水素の方が、吸熱分の補正(=上記への加算)が大きい) なお、「水和の強弱」=「水和水の多寡」ではないのでご注意願います: ┌水素結合は孤立電子1組で1結合しかできないが強さは大きい └イオンの水和は水1分子との結合自体は水素結合より弱いが数が多い
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- DexMachina
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アンモニアの「N-H」結合は、水の「O-H」と同様に「電気陰性度の大きい原子と水素との結合」であり、 また、アンモニアの「N」は、水の「O」と同様に「孤立電子対を持つ原子」であることから、 水素結合を形成することができます。 ですので、 『HClは解離定数が大きいため、その殆どが水中で「HCl + H2O→H3O^+ +Cl^-」と電離するので 溶解度が大きいのに対し、 NH3は解離定数が小さく、「NH3 + H2O → NH4^+ + OH^-」と電離する比率は小さいものの、 水分子との間に水素結合を形成することができることによって、溶解度が大きい。』 ということになるかと思います。 ともに「水和」という言葉で説明するとすると、前者は電離による電荷によって水和するのに対し、 後者は水素結合によって水和する、ということです。
補足
回答ありがとうございます。 「溶解度の大きさ」ではなく「水和の強さ」について比較したいのですが…
- パんだ パンだ(@Josquin)
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質問されている文章で考えているのは、「水和」しているH2O分子ではなく、「反応」しているH2O分子ではないでしょうか。 もし「反応」ではなく「水和」を考えているのだとすると、かなり難しいことになると思います。単純に粒子数だけでは考えられませんから。
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- 化学
お礼
ありがとうございました。 「水和が強い」と表現されているサイトを拝見し、 「強い」=「たくさんのH2O分子が水和する」と考えていました。 ご指摘どうもありがとうございます。 >「溶解熱の大小」がほぼ「水和の強弱」を表すものと考えてよいかと思います。 なるほどです。