La chaleur de solution, également connue sous le nom de changement d’enthalpie de solution, est le changement d’enthalpie qui se produit lorsqu’un soluté donné est dissous dans un solvant pour former une solution. L’enthalpie est un terme utilisé en thermodynamique pour décrire l’énergie dans un système. On ne peut pas mesurer directement l’enthalpie totale d’un système, donc le changement d’enthalpie est utilisé pour des mesures telles que la chaleur de la solution plutôt que l’enthalpie totale du système. Il existe plusieurs processus qui se produisent lorsqu’un soluté est dissous dans une solution, et chacun est capable de modifier l’enthalpie de la solution. Dans de nombreux cas, diverses liaisons chimiques sont rompues et de nouvelles liaisons se forment, ce qui entraîne toutes un changement d’enthalpie.
Il existe trois aspects principaux de la dissolution d’un soluté dans un solvant qui contribuent à la chaleur de la solution. Tout d’abord, lorsque le soluté est ajouté, les interactions chimiques liant les molécules de soluté se rompent, ce qui nécessite la consommation d’une certaine énergie. Ensuite, les attractions chimiques liant les molécules de solvant se brisent également lorsque les molécules de soluté pénètrent dans le système, nécessitant à nouveau une consommation d’énergie. Enfin, une fois ces attractions brisées, de nouvelles interactions entre les molécules de solvant et de soluté se forment, entraînant la libération d’une certaine énergie.
Les deux premiers aspects de la dissolution nécessitent un apport d’énergie et sont appelés processus endothermiques. Le troisième, par lequel les attractions se forment entre les molécules de solvant et de soluté, est appelé processus exothermique, car il libère de l’énergie dans le système. Pour déterminer la chaleur totale de dissolution, on peut simplement prendre la somme de chaque changement d’enthalpie. Dans certains cas, les deux premières parties de la dissolution nécessitent plus d’apport d’énergie que la formation de nouveaux dégagements d’attractions, d’où un processus globalement endothermique. Dans d’autres, la libération finale d’énergie est supérieure à l’énergie nécessaire pour briser les attractions soluté-soluté et solvant-solvant, de sorte que le processus est globalement exothermique.
Il est également possible de mesurer la chaleur de la solution en fonction des changements de température dans une solution. Un processus principalement exothermique libérera de l’énergie dans le système et, par conséquent, augmentera la température de la solution. Un processus principalement endothermique, d’autre part, consommera de l’énergie et, par conséquent, réduira la température de la réaction. Si l’on connaît à l’avance diverses propriétés du soluté et du solvant, on peut utiliser le changement de température pour déterminer la chaleur de la solution avec une précision raisonnable.