Termodynamika

Pierwszy etap procesu rozpuszczania – dysocjacja, wiąże się z rozbiciem sieci krystalicznej stałej soli, co wymaga dostarczenia energii – jest to proces silnie endotermiczny. Kolejnym endotermicznym procesem zachodzącym podczas rozpuszczania jest zrywanie oddziaływań pomiędzy cząsteczkami rozpuszczalnika (w wodzie – wiązań wodorowych) tak, aby przyjąć jony rozpuszczanej soli.

Ostatni etap – solwatacja, ma charakter egzotermiczny – miedzy jonami powstającymi z rozpuszczającej się soli, a cząsteczkami rozpuszczalnika powstają nowe oddziaływania (oddziaływania jon-dipol i wiązania wodorowe). Dla praktycznie wszystkich soli, entalpia procesu rozpuszczania jest dodatnia, więc proces ten jest endotermiczny. Sole rozpuszczają się jednak samorzutnie w wodzie, ponieważ rozpuszczaniu soli towarzyszy znaczny wzrost nieuporządkowania w układzie, a co za tym idzie – wzrost entropii. Aby proces mógł zachodzić samorzutnie, zmiana entalpii swobodnej opisana równaniem (1), musi być ujemna. Dzieje się tak, jeżeli wartość zmiany entropii (odpowiadająca wzrostowi nieuporządkowania) pomnożona przez temperaturę w skali bezwzględnej jest większa niż wartość zmiany entalpii (która dla procesu rozpuszczania soli jest na ogół dodatnia).

∆G=∆H-T∆S (1)

W przypadku wielu rozpuszczalnych w wodzie soli, proces zachodzi samorzutnie mimo, że jest endotermiczny (dzieje się tak dzięki znacznemu wzrostowi entropii), dlatego temperatura roztworu spada wraz z rozpuszczaniem soli, natomiast rozpuszczalność soli na ogół wzrasta ze wzrostem temperatury (człon entalpowy nie zmienia się znacznie z temperaturą podczas gdy wartość iloczynu T∆S rośnie wraz z jej wzrostem).