Ενθαλπία διαλύματος

Το υδατικό CuSO4 είναι ο χημικός τύπος του πενταένυδρου θειικού χαλκού και αναφέρεται ως CuSO4. Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές υδροπονίας και κηπουρικής, χρησιμοποιείται ως συντηρητικό και μυκητοκτόνο και για τη μείωση του pH στις πισίνες.

Τι είναι η ενθαλπία του διαλύματος CuSO4;

• Όταν μια διεργασία λαμβάνει χώρα υπό σταθερή πίεση, η ποσότητα θερμότητας που απορροφάται ή απελευθερώνεται είναι ίση με τη μεταβολή της ενθαλπίας. Ωστόσο, δεδομένου ότι η «ενθαλπία» είναι μια συναρπαστική και μοναδική λέξη, οι περισσότεροι άνθρωποι επιλέγουν να τη χρησιμοποιήσουν αντί της πιο συχνά χρησιμοποιούμενης ορολογίας «περιεκτικότητας σε θερμότητα».

• Η εντροπία και η ενθαλπία προέρχονται και οι δύο από την ελληνική λέξη που σημαίνει "στροφή" και προέρχονται και οι δύο από τον όρο "θέρμανση", αντίστοιχα. Όταν πρόκειται για προφορά, η πρώτη συλλαβή της εντροπίας τονίζεται συχνά, ενώ η δεύτερη συλλαβή της ενθαλπίας τονίζεται χαρακτηριστικά.

• Η ενθαλπία του διαλύματος του CuSO4 είναι -16 kcal και εκείνη του CuSO4.

• Αναφέρεται ως η αλλαγή ενθαλπίας του διαλύματος επειδή μετρά την ποσότητα θερμότητας που είτε εκπέμπεται είτε απορροφάται κατά τη διαδικασία διάλυσης (σε σταθερή πίεση).

Ηλεκτρόλυση CuSO4 

• Όταν διαλύουμε έναν ηλεκτρολύτη στο νερό, τα μόριά του διασπώνται σε θετικά και αρνητικά ιόντα, παρά το γεγονός ότι τα άτομα του συνδέονται με ασφάλεια μεταξύ τους με ιοντικούς δεσμούς. Τα θετικά φορτισμένα ιόντα ονομάζονται κατιόντα, ενώ τα αρνητικά φορτισμένα ιόντα ονομάζονται ανιόντα. Στο διάλυμα, τόσο τα κατιόντα όσο και τα ανιόντα είναι ελεύθερα να κινούνται.

• Όταν ο θειικός χαλκός, γνωστός και ως CuSO4, εισάγεται στο νερό, διαλύεται. Το CuSO4 διασπάται σε ιόντα Cu+ + (κατιόν) και SO4-(ανιόντα) και κινείται ελεύθερα στο διάλυμα καθώς είναι ηλεκτρολύτης.

• Δύο ηλεκτρόδια χαλκού θα βυθιστούν τώρα στο διάλυμα.

• Τα ιόντα Cu+ + (κατιόν) θα έλκονται στην κάθοδο, η οποία είναι το ηλεκτρόδιο που είναι συνδεδεμένο στον αρνητικό πόλο της μπαταρίας. Κάθε ιόν Cu+ + δέχεται ηλεκτρόνια από την κάθοδο και γίνεται ουδέτερο άτομο χαλκού όταν φτάσει στην κάθοδο.

• Ομοίως, τα ιόντα SO4 (ανιόντα) θα έλκονται προς την άνοδο, η οποία είναι το ηλεκτρόδιο που είναι προσαρτημένο στο θετικό άκρο της μπαταρίας. Ως αποτέλεσμα, τα ιόντα SO4 θα μεταναστεύσουν στην άνοδο, όπου θα παραδώσουν δύο ηλεκτρόνια και θα σχηματίσουν τη ρίζα SO4.

• Ωστόσο, δεδομένου ότι η ρίζα SO4 δεν μπορεί να υπάρχει σε ηλεκτρικά ουδέτερη κατάσταση, θα επιτεθεί στην άνοδο του χαλκού και θα παράγει θειικό χαλκό.

• Μετά την αποδοχή ηλεκτρονίων, ουδέτερα άτομα χαλκού εναποτίθενται στην κάθοδο με τη διαδικασία που περιγράφεται παραπάνω. Ταυτόχρονα, το SO4 αλληλεπιδρά με την άνοδο του χαλκού για να σχηματίσει CuSO4, αλλά δεν μπορεί να υπάρχει ως ένα μόνο μόριο στο νερό, επομένως το CuSO4 διασπάται σε Cu++, SO4 και διαλύεται στο νερό.

• Σαν αποτέλεσμα, ο χαλκός εναποτίθεται στην κάθοδο κατά την ηλεκτρόλυση CuSO4 χρησιμοποιώντας ηλεκτρόδια χαλκού και η ίδια ποσότητα χαλκού αφαιρείται από την άνοδο. Εάν χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρόδια άνθρακα αντί για χαλκό ή άλλα μεταλλικά ηλεκτρόδια κατά την ηλεκτρόλυση θειικού χαλκού, οι αντιδράσεις ηλεκτρόλυσης θα αλλοιωθούν κάπως. Επειδή το SO4 δεν μπορεί να συνδυαστεί με τον άνθρακα, θα αντιδράσει με το νερό στο διάλυμα, σχηματίζοντας θειικό οξύ και απελευθερώνοντας οξυγόνο.

• Η ηλεκτρόλυση είναι ο όρος για τη διαδικασία που αναφέρεται παραπάνω.

υδατικό CuSO4

Το υδατικό διάλυμα CuSO4 είναι όξινο στη φύση, επειδή ο θειικός χαλκός διαλύεται στο νερό και στη συνέχεια υφίσταται χημική αντίδραση, με αποτέλεσμα την οξύτητα. CuSO4 (s) + 2H2O =CuOH2l + H2SO4 (aq) CuSO4 (s) + 2H2O =CuOH2l + H2SO4   (aq) Όπως μπορούμε να δούμε από την παραπάνω χημική εξίσωση, το θειικό οξύ που παράγεται είναι ένα ισχυρό ανόργανο οξύ, το οποίο προκαλεί την οξύτητα της λύσης να ανέβει.

Συμπέρασμα

Η ενθαλπία του διαλύματος CuSO4 είναι 16 kcal. Η ηλεκτρόλυση είναι μια ηλεκτροχημική διαδικασία κατά την οποία ρεύμα ρέει από το ένα ηλεκτρόδιο στο άλλο σε ένα ιονισμένο διάλυμα ηλεκτρολύτη. Τα θετικά ιόντα ή κατιόντα έλκονται προς το αρνητικό ηλεκτρόδιο ή την κάθοδο, ενώ τα αρνητικά ιόντα ή ανιόντα προς το θετικό ηλεκτρόδιο ή την άνοδο.