Hvorfor opløses ammoniumnitrat i vand?

1. Ion-dipol-interaktioner:

* Ammoniumnitrat er en ionisk forbindelse, hvilket betyder, at den findes som ioner (NH₄⁺ og NO₃⁻) i sin faste form.

* Vand er et polært molekyle med en delvis positiv ladning på brintatomerne og en delvis negativ ladning på iltatomet.

* De positive ladninger på vandmolekylerne tiltrækkes af de negative nitrationer (NO₃⁻), og de negative ladninger på vandmolekyler tiltrækkes af de positive ammoniumioner (NH₄⁺).

2. Hydreringsentalpi:

* Når ammoniumnitrat opløses i vand, bliver ionerne omgivet af vandmolekyler og danner en hydratiseringssfære.

* Denne proces frigiver energi, kendt som hydratiseringsentalpi, som er gunstig for opløsningsprocessen.

3. Entropi stigning:

* Opløsning af ammoniumnitrat øger systemets entropi (lidelse).

* Ionerne i fast tilstand er stærkt ordnet, men når de opløses, bliver de spredt over hele vandet og øger den samlede entropi.

4. Ammoniumions hydrogenbinding:

* Ammoniumionen (NH₄⁺) kan danne hydrogenbindinger med vandmolekyler, hvilket yderligere forbedrer opløseligheden.

generelt:

Kombinationen af ​​disse faktorer fører til en negativ Gibbs -fri energiændring (ΔG <0) til opløsning af ammoniumnitrat i vand, hvilket gør processen spontan og gunstig.

Vigtig note:

Mens ammoniumnitrat opløses let i vand, er processen endotermisk, hvilket betyder, at den absorberer varme fra omgivelserne. Dette er grunden til, at opløsning af ammoniumnitrat i vand kan forårsage et fald i temperaturen.