Разлика между енергията на разтварянето и енергията на решетката

Ключова разлика - енергия на разтваряне срещу Решетка енергия
 

Енергията на разтварянето е промяната в енергията на Гибс на разтворителя, когато разтворителят се разтвори в този разтворител. Енергийната решетка е или количеството енергия, освободено по време на образуването на решетка от йони, или количеството енергия, необходимо за разграждането на решетката. Най- ключова разлика между енергията на разтваряне и енергията на решетката е това солватната енергия дава промяната на енталпията при разтваряне на разтворителя в разтворител, докато енергията на решетката дава промяната на енталпията при образуване (или разпадане) на решетката.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е енергия на разтварянето
3. Какво е решетъчната енергия
4. Паралелно сравнение - Енергия на разтваряне спрямо енергията на решетката в таблична форма
5. Обобщение

Какво е енергията на разтвора?

Енергията на разтварянето е промяната в енергията на Гибс, когато йон или молекула се прехвърлят от вакуум (или газова фаза) в разтворител. Разтворът е взаимодействието между разтворител и молекули или йони на разтвореното вещество. Разтворът е съединението, което ще се разтвори в разтворителя. Някои разтворители са съставени от молекули, докато някои съдържат йони.

Взаимодействието между разтворителя и разтворените частици определя много от свойствата на разтворителя. Например: разтворимост, реактивност, цвят и др. По време на процеса на разтваряне, разтворените частици са заобиколени от молекули на разтворителя, образуващи разтворителни комплекси. Когато разтворителят, участващ в това разтваряне, е водата, процесът се нарича хидратация.

По време на процеса на разтваряне се образуват различни видове химически връзки и взаимодействия; водородни връзки, йонно-диполни взаимодействия и сили на Ван дер Ваал. Допълнителните свойства на разтворителя и разтворителя определят разтворимостта на разтворителя в разтворител. Например, полярността е основен фактор, който определя разтворимостта на разтворителя в разтворител. Полярните разтворители се разтварят добре в полярни разтворители. Неполярните разтворители се разтварят добре в неполярни разтворители. Но разтворимостта на полярните разтворители в неполярни разтворители (и обратно) е лоша.

Фигура 01: Разтваряне на натриев катион във вода

Що се отнася до термодинамиката, разтварянето е възможно (спонтанно) само ако енергията на Гибс на крайния разтвор е по-ниска от отделните енергии на Гибс на разтворителя и разтвореното вещество. Следователно, свободната енергия на Gibbs трябва да бъде отрицателна стойност (свободната енергия на Gibbs на системата трябва да се намали след образуването на разтвора). Солтацията включва различни стъпки с различни енергии.

1. Образуване на кухина с разтворител, за да се направи място за разтворители. Това е термодинамично неблагоприятно, защото когато взаимодействията между молекулата на разтворителя са намалени и ентропията намалява.
2. Отделянето на разтворената частица от основната част също е термодинамично неблагоприятно. Това е така, защото взаимодействията на разтвореното вещество са намалени.
3. Взаимодействията разтворител-разтворим се осъществяват, когато разтворителят влезе в кухината на разтворителя е термодинамично благоприятен.

Енергията на разтварянето е известна още като енталпия на солтацията. Полезно е да се обясни разтварянето на някои решетки в разтворители, докато някои решетки не. Промяната на енталпията на разтвора е разликата между енергиите на освобождаване на разтворимо вещество от насипно състояние и комбиниране на разтворено вещество с разтворител. Ако йонът има отрицателна стойност за промяната на енталпията 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 е енергията на решетката?

Енергийната решетка е мярка за енергията, съдържаща се в кристалната решетка на съединение, равна на енергията, която би се освободила, ако йонните компоненти се съберат от безкрайността. Енергията на решетката на дадено съединение може също да бъде определена като количество енергия, необходима за разграждането на йонно твърдо вещество до неговите атоми в газообразната фаза.

 Йонните твърди частици са много стабилни съединения поради енталпиите на образуване на йонни молекули, заедно със стабилността, дължаща се на енергията на решетката на твърдата структура. Но енергията на решетката не може да бъде измерена експериментално. Следователно а Цикъл Роден-Хабер се използва за определяне на енергията на решетката на йонни твърди частици. Трябва да се разберат няколко термина, преди да се направи цикъл на Роден-Хабер.

1. Йонизационна енергия - Количеството енергия, необходимо за отстраняване на електрон от неутрален атом в газообразния
2. Афинитет към електроните - Количеството енергия, което се отделя при добавяне на електрон към неутрален атом в газообразния
3. Дисоциационна енергия - Количеството енергия, необходимо за разделяне на съединение на атоми или йони.
4. Сублимационна енергия - количеството енергия, необходимо за превръщането на твърдо вещество в неговите пари
5. Топлината на образуване - Промяната в енергията, когато съединението се образува от неговите елементи.
6. Закон на Хес - закон, който гласи, че цялостната промяна в енергията на определен процес може да бъде определена чрез разбиване на процеса на различни стъпки.

Фигура 02: Цикълът Born-Haber за образуване на литиев флуорид (LiF)

Цикълът Роден-Хабер може да бъде даден със следното уравнение.

Топлина на образуване = топлина на атомизация + Дисоциационна енергия + сума от йонизационни енергии + сума от афинитети на електроните + решетъчна енергия

Тогава енергията на решетката на съединението може да бъде получена чрез пренареждане на това уравнение по следния начин.

Енергия на решетката = топлина на образуване - топлина на атомизация + Дисоциационна енергия + сума от йонизационни енергии + сума от афинитети на електроните

Каква е разликата между енергията на разтвора и енергията на решетката?

Енергия на разтвора срещу енергията на решетката
Енергията на разтварянето е промяната в енергията на Гибс, когато йон или молекула се прехвърлят от вакуум (или газова фаза) в разтворител.	Енергията на решетката е мярка за енергията, съдържаща се в кристалната решетка на съединение, равна на енергията, която би се освободила, ако йонните компоненти се съберат от безкрайността.
принцип
Енергията на разтваряне дава промяната на енталпията при разтваряне на разтворител в разтворител.	Енергийната решетка дава промяната на енталпията при образуване (или разпадане) на решетка.

резюме - Енергия на разтвора срещу Решетка енергия

Енергията на разтварянето е промяната на енталпията на системата по време на разтварянето на разтворимо вещество в разтворител. Енергийната решетка е количеството енергия, освободено 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 разтворител в разтворител, докато енергията на решетката дава промяната на енталпията при образуване (или разпадане) на решетката..

справка:

1. "Решетка енергия." chem.purdue.edu. Налични тук 
2. Международен съюз за чиста и приложна химия. "Енергия на разтвора." Златна книга IUPAC - енергия на разтваряне. Налични тук 
3. "Солватиране". Уикипедия, Фондация Уикимедия, 5 март 2018 г. Достъпно тук

С любезност на изображенията:

1.'Na + H2O'By Taxman (Public Domain) чрез Commons Wikimedia  
2.'Born-haber цикъл LiF'By Jkwchui - Собствена работа, (CC BY-SA 3.0) през Commons Wikimedia