Nøkkelforskjell - Solvation Energy vs Lattice Energy
Løsningsenergi er endringen i Gibbs-energien til et løsningsmiddel når et løsemiddel oppløses i det løsningsmidlet. Gitterenergi er enten mengden energi som frigjøres under dannelsen av et gitter fra ioner eller mengden energi som kreves for å bryte ned et gitter. Hovedforskjellen mellom oppløsningsenergi og gitterenergi er at oppløsningsenergi gir endring av entalpi når det løses opp et løsemiddel i et løsningsmiddel, mens gitterenergi gir endring av entalpi når dannelse (eller nedbrytning) av et gitter.
INNHOLD
1. Oversikt og
nøkkelforskjell 2. Hva er Solvation Energy
3. Hva er Gitterenergi
4. Sammenligning side om side - Solvation Energy vs Gitterenergi i tabellform
5. Sammendrag
Hva er Solvation Energy?
Løsningsenergi er endringen i Gibbs energi når et ion eller molekyl overføres fra et vakuum (eller gassfasen) til et løsningsmiddel. Løsning er samspillet mellom et løsningsmiddel og molekyler eller ioner av en løselig. Oppløsningsmidlet er forbindelsen som skal oppløses i løsningsmidlet. Noen oppløste stoffer er sammensatt av molekyler, mens andre inneholder ioner.
Samspillet mellom løsemiddel og oppløste partikler bestemmer mange av egenskapene til et oppløst stoff. Eks: oppløselighet, reaktivitet, farge, etc. Under løsningen er oppløste partikler omgitt av løsningsmiddelmolekyler som danner oppløsningskomplekser. Når løsningsmidlet som er involvert i denne oppløsningen er vann, kalles prosessen hydrering.
Ulike typer kjemiske bindinger og interaksjoner dannes under oppløsningsprosessen; hydrogenbindinger, ion-dipolinteraksjoner og Van der Waal-krefter. Komplementære egenskaper til løsemiddel og oppløsningsmiddel bestemmer løseligheten til et løsemiddel i et løsningsmiddel. For eksempel er polariteten en hovedfaktor som bestemmer løseligheten til et oppløst stoff i et løsningsmiddel. Polare løsemidler oppløses godt i polare løsemidler. Ikke-polære oppløsninger oppløses godt i ikke-polære løsemidler. Men løseligheten til polare oppløste stoffer i ikke-polære løsemidler (og omvendt) er dårlig.
Figur 01: Løsning av en natriumkation i vann
Når det gjelder termodynamikk, er oppløsningen bare mulig (spontan) hvis Gibbs-energien til den endelige løsningen er lavere enn de individuelle Gibbs-energiene av løsemiddel og løsemiddel. Derfor bør Gibbs fri energi være en negativ verdi (Gibbs fri energi i systemet bør reduseres etter dannelsen av løsningen). Oppløsningen inkluderer forskjellige trinn med forskjellige energier.
- Dannelse av et hulrom med løsningsmiddel for å gi plass til oppløste stoffer. Dette er termodynamisk ugunstig fordi når interaksjonene mellom løsningsmiddelmolekylet reduseres, og entropien reduseres.
- Separasjon av den oppløste partikkelen fra bulk er også termodynamisk ugunstig. Det er fordi interaksjonen mellom løsemiddel og løsemiddel reduseres.
- Interaksjonen mellom løsningsmiddel og løsemiddel finner sted når løsemiddel kommer inn i løsemiddelhulen, er termodynamisk gunstig.
Løsningsenergi er også kjent som solens entalpi. Det er nyttig å forklare oppløsningen av noen gitter i løsningsmidler mens noen gitter ikke gjør det. Endringen av entalpi av løsningen er forskjellen mellom energier for å frigjøre en løsemiddel fra bulk og kombinere løsemiddel med løsemiddel. Hvis et ion har en negativ verdi for entalpiendringen av løsningen, indikerer det at det er mer sannsynlig at ionet oppløses i det løsningsmidlet. En høy positiv verdi indikerer at ionet er mindre sannsynlig å oppløses.
Hva er Lattice Energy?
Gitterenergi er et mål på energien som finnes i krystallgitteret til en forbindelse, lik energien som ville frigjøres hvis komponentionene ble samlet fra uendelig. Gitterenergien til en forbindelse kan også defineres som mengden energi som kreves for å bryte ned et ionisk fast stoff i atomene i gassfasen.
Ioniske faste stoffer er veldig stabile forbindelser på grunn av dannelsen av ioniske molekyler sammen med stabiliteten på grunn av gitterenergien til den faste strukturen. Men gitterenergien kan ikke måles eksperimentelt. Derfor brukes en Born-Haber-syklus for å bestemme gitterenergien til ioniske faste stoffer. Det er flere begreper som må forstås før du tegner en Born-Haber-syklus.
- Ioniseringsenergi - Mengden energi som kreves for å fjerne et elektron fra et nøytralt atom i gassen
- Elektronaffinitet - Mengden energi som frigjøres når et elektron tilsettes et nøytralt atom i gassen
- Dissosiasjonsenergi - Mengden energi som kreves for å bryte fra hverandre en forbindelse i atomer eller ioner.
- Sublimeringsenergi - Mengden energi som kreves for å omdanne et fast stoff til dampen
- Dannelsesvarmen - Endringen i energi når en forbindelse dannes fra dets elementer.
- Hess's lov - En lov som sier at den samlede endringen i energien til en bestemt prosess kan bestemmes ved å dele prosessen i forskjellige trinn.
Figur 02: Born-Haber-syklusen for dannelse av litiumfluorid (LiF)
Born-Haber-syklusen kan gis av følgende ligning.
Dannelsesvarme = forstøvningsvarme + Dissosiasjonsenergi + sum av ioniseringsenergier + sum av elektronaffiniteter + gitterenergi
Deretter kan gitterenergien til en forbindelse oppnås ved å omorganisere denne ligningen som følger.
Gitterenergi = formasjonsvarme - {forstøvningsvarme + dissosieringsenergi + summen av ioniseringsenergier + summen av elektronaffiniteter}
Hva er forskjellen mellom løsningsenergi og gitterenergi?
Diff Article Midt før tabell
Solvation Energy vs Lattice Energy |
|
| Løsningsenergi er endringen i Gibbs-energi når et ion eller molekyl overføres fra et vakuum (eller gassfasen) til et løsningsmiddel. | Gitterenergi er et mål på energien som finnes i krystallgitteret til en forbindelse, lik energien som ville frigjøres hvis komponentionene ble samlet fra uendelig. |
| Prinsipp | |
| Løsningsenergi gir endringen av entalpi når en oppløsningsmiddel oppløses i et løsningsmiddel. | Gitterenergi gir endring av entalpi når dannelse (eller sammenbrudd) av et gitter. |
Sammendrag - Solvation Energy vs Lattice Energy
Løsningsenergi er endringen av entalpi i et system under oppløsningen av et oppløst stoff i et løsningsmiddel. Gitterenergi er mengden energi som frigjøres under dannelsen av et gitter eller mengden energi som kreves for å bryte ned et gitter. Forskjellen mellom oppløsningsenergi og gitterenergi er at oppløsningsenergi gir endring av entalpi når det løses opp et løsemiddel i et løsningsmiddel, mens gitterenergi gir endring av entalpi når dannelse (eller nedbrytning) av et gitter.
