Ключова разлика - енергията на разтваряне срещу енергията на решетката
Енергията на разтваряне е промяната в енергията на Гибс на разтворител, когато разтвореното вещество се разтвори в този разтворител. Решетъчната енергия е или количеството енергия, отделено по време на образуването на решетка от йони, или количеството енергия, необходимо за разграждането на решетката. Ключовата разлика между енергията на солватиране и енергията на решетката е, че енергията на солватиране дава промяната на енталпията при разтваряне на разтворено вещество в разтворител, докато енергията на решетката дава промяната на енталпията при образуването (или разрушаването) на решетката.
СЪДЪРЖАНИЕ
1. Общ преглед и Ключовата разлика
2. Какъв е Солватиране Energy
3. Какво е решетка енергетиката
4. рамо до рамо Сравнение - Солватиране Energy срещу решетка енергетика в таблична форма
5. Обобщение
Какво представлява енергията на разтваряне?
Енергията на разтваряне е промяната в енергията на Гибс, когато йон или молекула се прехвърлят от вакуум (или газова фаза) в разтворител. Солватацията е взаимодействието между разтворител и молекули или йони на разтвореното вещество. Разтвореното вещество е съединението, което ще се разтвори в разтворителя. Някои разтворени вещества са съставени от молекули, докато някои съдържат йони.
Взаимодействието между разтворителя и разтворените частици определя много от свойствата на разтвореното вещество. Пример: разтворимост, реактивност, цвят и др. По време на процеса на солватиране, частиците на разтвореното вещество са заобиколени от молекули на разтворител, образуващи комплекси за солватиране. Когато разтворителят, участващ в това солватиране, е вода, процесът се нарича хидратация.
По време на процеса на солватиране се образуват различни видове химически връзки и взаимодействия; водородни връзки, йон-диполни взаимодействия и сили на Ван дер Ваал. Допълнителните свойства на разтворителя и разтвореното вещество определят разтворимостта на разтвореното вещество в разтворител. Например полярността е основен фактор, който определя разтворимостта на разтвореното вещество в разтворител. Полярните разтворени вещества се разтварят добре в полярни разтворители. Неполярните разтворени вещества се разтварят добре в неполярни разтворители. Но разтворимостта на полярните разтворени вещества в неполярни разтворители (и обратно) е лоша.
Фигура 01: Разтваряне на натриев катион във вода
Що се отнася до термодинамиката, солватирането е възможно (спонтанно) само ако енергията на Гибс на крайния разтвор е по-ниска от отделните енергии на Гибс на разтворител и разтворено вещество. Следователно, свободната енергия на Гибс трябва да бъде отрицателна стойност (свободната енергия на Гибс на системата трябва да бъде намалена след образуването на разтвора). Солватацията включва различни стъпки с различни енергии.
- Образуване на кухина от разтворител, за да се освободи място за разтворени вещества. Това е термодинамично неблагоприятно, защото когато взаимодействията между молекулата на разтворителя намаляват и ентропията намалява.
- Отделянето на разтворената частица от общата част също е термодинамично неблагоприятно. Това е така, защото взаимодействията разтворено вещество се разтварят.
- Взаимодействията разтворител-разтворено вещество се осъществяват, когато разтвореното вещество влезе в кухината на разтворителя е термодинамично благоприятно.
Енергията на солватация е известна още като енталпия на солватацията. Полезно е да се обясни разтварянето на някои решетки в разтворители, докато някои не. Промяната на енталпията на разтвора е разликата между енергиите на отделяне на разтворено вещество от насипно състояние и комбиниране на разтвореното вещество с разтворител. Ако йонът има отрицателна стойност за енталпийната промяна на разтвора, това показва, че йонът е по-вероятно да се разтвори в този разтворител. Високата положителна стойност показва, че йонът е по-малко вероятно да се разтвори.
Какво представлява решетъчната енергия?
Решетъчната енергия е мярка за енергията, съдържаща се в кристалната решетка на съединение, равна на енергията, която би се отделила, ако съставните йони се съберат от безкрайност. Решетъчната енергия на съединението може също да се определи като количеството енергия, необходимо за разграждането на йонно твърдо вещество до неговите атоми в газообразната фаза.
Йонните твърди вещества са много стабилни съединения, дължащи се на енталпиите на образуване на йонни молекули заедно със стабилността, дължаща се на решетъчната енергия на твърдата структура. Но енергията на решетката не може да бъде измерена експериментално. Следователно, цикъл на Борн-Хабер се използва за определяне на енергията на решетката на йонните твърди вещества. Има няколко термина, които трябва да се разберат, преди да се начертае цикъл на Борн-Хабер.
- Йонизационна енергия - Количеството енергия, необходимо за отстраняване на електрон от неутрален атом в газообразното
- Афинитет на електроните - Количеството енергия, което се отделя при добавяне на електрон към неутрален атом в газообразното
- Дисоциационна енергия - Количеството енергия, необходимо за разпадане на съединението на атоми или йони.
- Сублимационна енергия - Количеството енергия, необходимо за преобразуване на твърдо вещество в неговата пара
- Топлината на образуване - Промяната в енергията, когато съединението се формира от неговите елементи.
- Законът на Хес - Закон, който гласи, че цялостната промяна в енергията на даден процес може да бъде определена чрез разделяне на процеса на различни етапи.
Фигура 02: Цикълът на Born-Haber за образуване на литиев флуорид (LiF)
Цикълът на Борн-Хабер може да бъде даден от следното уравнение.
Топлина на образуване = топлина на атомизация + Енергия на дисоциация + сума на енергиите на йонизация + сума на афинитета на електроните + решетъчна енергия
Тогава решетъчната енергия на съединение може да бъде получена чрез пренареждане на това уравнение, както следва.
Решетъчна енергия = топлина на образуване - {топлина на атомизация + енергия на дисоциация + сума на енергиите на йонизация + сума на афинитета на електроните}
Каква е разликата между енергията на разтваряне и енергията на решетката?
Различна статия Средна преди таблица
Разрешаваща енергия срещу решетъчна енергия |
|
| Енергията на разтваряне е промяната в енергията на Гибс, когато йон или молекула се прехвърлят от вакуум (или газова фаза) в разтворител. | Решетъчната енергия е мярка за енергията, съдържаща се в кристалната решетка на съединение, равна на енергията, която би се отделила, ако съставните йони се съберат от безкрайност. |
| Принцип | |
| Енергията на разтваряне дава промяната на енталпията при разтваряне на разтворено вещество в разтворител. | Енергията на решетката дава промяната на енталпията при образуване (или разрушаване) на решетка. |
Резюме - Енергия на разтваряне срещу Решетъчна енергия
Енергията на разтваряне е промяната на енталпията на системата по време на разтварянето на разтворено вещество в разтворител. Решетъчната енергия е количеството енергия, отделено по време на образуването на решетка или количеството енергия, необходимо за разграждането на решетката. Разликата между енергията на разтваряне и енергията на решетката е, че енергията на разтваряне дава промяната на енталпията при разтваряне на разтворено вещество в разтворител, докато енергията на решетката дава промяната на енталпията при образуването (или разрушаването) на решетката.
