¿Es posible una reacción de disolución de la forma
$$\ce{X(s) ->[solvent] X (solv)}$$
o
$$\ce{M_mX_x (s) ->[solvent] m M^x+ (solv) + x X^m- (solv)}$$
ser endotérmico, es decir $\Delta_\mathrm r H > 0$ ?
Respuesta
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Encontrará la respuesta probablemente en cualquier libro de texto de termodinámica química, o en un capítulo de termoquímica de la mayoría de los libros de química física, o en la página de Wikipedia entalpía de disolución página:
Puede considerarse que la disolución se produce en tres etapas:
- Romper las atracciones soluto-soluto (endotérmico), véase por ejemplo la energía de red en las sales.
- Romper las atracciones disolvente-disolvente (endotérmicas), por ejemplo la del enlace de hidrógeno.
- Formación de atracciones disolvente-soluto (exotérmicas), en solvatación.
El valor de la entalpía de disolución es la suma de estos pasos individuales. La disolución de nitrato de amonio en agua es endotérmica. La energía liberada por la disolución de los iones de amonio y los iones de nitrato es menor que la energía absorbida en la ruptura de la red iónica del nitrato de amonio y las atracciones entre las moléculas de agua. La disolución del hidróxido de potasio es exotérmica, ya que durante la solvatación se libera más energía de la que se emplea en romper el soluto y el disolvente.
Por lo tanto, puede tener cualquier signo. La página enlazada también da datos para compuestos comunes en el agua, algunos de ellos endotérmicos, otros exotérmicos. Nitrato de amonio, $\ce{NH4NO3}$ es un buen ejemplo de sal que se disuelve en agua en una reacción endotérmica: si se disuelve un poco de $\ce{NH4NO3}$ en agua, el descenso de la temperatura será notable.
En cuanto a por qué la sustancia es soluble por qué su disolución es endotérmica, hay que recordar que la reacción tiene lugar si $\Delta_\mathrm r G$ es favorable (es decir, negativo), y $\Delta_\mathrm r G = \Delta_\mathrm r H - T \Delta_\mathrm r S$ . En general, la energía libre debe ser negativa para que se produzca la disolución (sobre una base termodinámica; la cinética es otra cuestión), no la entalpía.
