Exoterm oldódású sók (pl. NaOH) oldhatósága a hőmérséklet emelésével hogyan változik?

Van itt egy kis tévedés. A Le Chatelier-elv az egyensúlyi folyamatokra vonatkozik, a sók oldódása pedig nem egyensúlyi, hanem egyirányú.

Az oldódás hőeffektusa - érdekes módon - nincs összhangban az oldhatóság hőmérsékletfüggésével. A két dolog egymástól teljesen független. A NaOH exotermen oldódik, mégis a meleg víz old több anyagot. Endoterm oldódású anyagokra is általában az igaz, hogy a meleg víz old többet belőle. Viszont ritka esetekben előfordul, hogy bizonyos anyagok hideg vízben oldódnak jobban, de ettől még maga az oldódásuk lehet endoterm és exoterm is. Nincs szabály arra hogy ez a két jelenség hogy függ egymástól, teljesen véletlenszerű.

Hűha, ez komolyan így benne van a kémiakönyvben? Ez így nem egészen igaz, bár ennek okát középiskolában nem mondják el általában. Valóban remekül vetted észre hogy a NaOH oldódása exoterm, mégis a hőmérséklet emelése kedvez az oldhatóságnak. Ez így van jól, mégis ellentmond a könyvnek. Az ellentmondás feloldása nem túl egyszerű magyarázatot igényel, ún. entrópia segítségével magyarázható.

Az entrópia a rendezetlenség mértéke. Ha valami nagyon rendezett, akkor kicsi az entrópiája. Ha véletlenszerűbb, rendszertelenebb az anyag, akkor magas az entrópiája. Na most. Biztosan hallottál már az energiaminimum elvéről: a természet mindig az olyan állapotok elérésére törekszik, hogy az energiája minimális legyen. Ugyanígy létezik olyan törvény is amit úgy hívnak hogy az entrópiamaximum elve, azaz a természet mindig a lehető legnagyobb rendszertelenségre, véletlenszerűségre törekszik. Ez a két alaptörvény időnként egymás mellet, egymást gerjesztve dolgozik, de időnként egymás ellen is tudnak működni, ilyenkor az erősebb hatás győz.

A szilárd NaOH sokkal rendezettebb mint egy oldat. A szilárd anyagoknak rácsszerkezetük van, amiben a részecskék csak nagyon szabályos rendszerben, rendezetten helyezkedhetnek el. Oldatban sokkal véletlenszerűbb a Na+ és OH- ionok elrendeződése. Ezért az oldat sokkal kedvezőbb entrópia szempontjából. Ezért, a víz olyannyira szeretné feloldani a szilárd NaOH-ot, hogy még az energiaminimum elvét is legyőzi ez a hatás (azaz itt az entrópiamaximum elve erősebb mint az energiaminimum). Szóval amit a könyv állít az kissé hiányos és rosszul magyarázza az oldhatóság hőmérsékletfüggését. Valóban, sokszor van úgy ahogy ő írja, de te, kedves kérdező, találtál egy kivételt. Gratulálok! Remek a logikád, és hajlandó vagy gondolkodni! Nem sok diákról mondható ez el manapság, légy büszke magadra! :D