Különbség a szolvatációs energia és a rácsos energia között

Legfontosabb különbség - Solution Energy vs Rács energia
 

Az oldódási energia az oldószer Gibbs-energiájának változása, amikor az oldott anyag oldódik abban az oldószerben. A rács energiája vagy az az energiamennyiség, amely felszabadul az ionos rácsképződés során, vagy a rács lebontásához szükséges energiamennyiség. Az kulcs különbség a szolvatációs energia és a rácsos energia között ez az az oldódási energia megváltoztatja az entalpia változását, amikor az oldott anyag oldódik oldószerben, míg a rácsos energia megváltoztatja az entalpia változását, amikor egy rács képződik (vagy bomlik)..

TARTALOMJEGYZÉK

1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi az a szolvencia-energia?
3. Mi a rács energia?
4. Side by side összehasonlítás - Solution Energy vs Lattice Energy táblázatos formában
5. Összefoglalás

Mi az a Solution Energy??

Az oldódási energia a Gibbs-energiában bekövetkező változás, amikor egy iont vagy molekulát vákuumból (vagy gázfázisból) szállítanak egy oldószerbe. A szolvatálás az oldószer és az oldott anyag molekulái vagy ionjai közötti kölcsönhatás. Az oldott anyag az a vegyület, amely feloldódik az oldószerben. Néhány oldott anyag molekulákból áll, míg mások ionokat tartalmaznak.

Az oldószer és az oldott részecskék közötti kölcsönhatás meghatározza az oldott anyag sok tulajdonságát. Például: oldhatóság, reakcióképesség, szín stb. A szolvatálás során az oldott részecskéket oldószermolekulák veszik körül, amelyek szolvatációs komplexeket alkotnak. Ha az oldásban víz van, akkor ezt a folyamatot hidratációnak nevezzük.

Különböző típusú kémiai kötések és kölcsönhatások alakulnak ki a szolvatációs folyamat során; hidrogénkötések, ion-dipól kölcsönhatások és a Van der Waal erők. Az oldószer és az oldott anyag kiegészítő tulajdonságai határozzák meg az oldott anyag oldhatóságát oldószerben. Például a polaritás fő tényező, amely meghatározza az oldott anyag oldhatóságát oldószerben. A poláris oldott anyagok jól oldódnak a poláris oldószerekben. A nem poláros oldott anyagok jól oldódnak a nem poláros oldószerekben. A poláris oldott anyagok oldhatatlansága a nem poláros oldószerekben (és fordítva) rossz.

01. ábra: Nátrium-kation oldása vízben

Termodinamika esetén a szolvatálás (spontán) csak akkor lehetséges, ha a végső oldat Gibbs-energiája alacsonyabb, mint az oldószer és az oldott anyag Gibbs-energiája. Ezért a Gibbs-mentes energiának negatívnak kell lennie (a rendszer Gibbs-mentes energiáját csökkenteni kell az oldat kialakulása után). A szolvatáció különböző lépéseket tartalmaz, különböző energiákkal.

1. Oldószer üregének kialakítása, hogy hely maradjon az oldott anyag számára. Ez termodinamikailag kedvezőtlen, mert amikor az oldószermolekulák kölcsönhatása csökken, és az entrópia csökken.
2. Az oldott részecske és a részecske elválasztása termodinamikailag is kedvezőtlen. Ennek oka az, hogy az oldott-oldott kölcsönhatások csökkennek.
3. Az oldószer-oldott anyag kölcsönhatások akkor lépnek fel, amikor az oldott anyag belép az oldószer üregébe, termodinamikailag kedvező.

A szolvatációs energiát a szolvatáció entalpiájának is nevezik. Hasznos magyarázatot adni egyes rácsok oldódására oldószerekben, míg egyes rácsok nem. Az oldat entalpiájának változása az oldott anyag ömlesztett anyagból történő felszabadításának és az oldott anyagnak az oldószerrel való kombinációjának energiája közötti különbség. Ha egy ionnak negatív értéke van az oldat entalpiaváltozására, akkor ez azt jelzi, hogy az ion valószínűbb, hogy feloldódik ebben az oldószerben. A magas pozitív érték azt jelzi, hogy az ion kevésbé valószínű, hogy feloldódjon.

Mi a rács energia??

A rács energiája egy vegyület kristályrácsában lévő energia mértéke, amely megegyezik azzal az energiával, amely felszabadulna, ha a komponens ionokat a végtelenségből összehoznák. A vegyület rácsos energiája meghatározható az is, hogy egy ionszilárd szilárd anyagot atomjaiba a gázfázisban lebontani szükséges energiamennyiséggel kell számolni..

 Az ionos szilárd anyagok nagyon stabil vegyületek az ionos molekulák képződésének entalpiái miatt, valamint a szilárd szerkezet rácsos energiájának stabilitása miatt. A rács energiáját azonban nem lehet kísérletileg mérni. Ezért a Született-Haber ciklus az ionos szilárd anyagok rácsos energiájának meghatározására szolgál. A Born-Haber ciklus rajzolása előtt több fogalmat kell megérteni.

1. Ionizációs energia - Az az energiamennyiség, amely ahhoz szükséges, hogy egy elektron eltávolításra kerüljön a gáznemű semleges atomból
2. Elektron affinitás - Az az energiamennyiség, amely felszabadul, amikor egy elektron hozzáadódik a gáznemű semleges atomhoz
3. Disszociációs energia - Az az energiamennyiség, amely egy vegyület atomokra vagy ionokra bontásához szükséges.
4. Szublimációs energia - A szilárd anyag gőzré történő átalakításához szükséges energiamennyiség
5. A képződés hője - Az energia változása, amikor egy vegyület az elemeiből képződik.
6. Hess-törvény - Olyan törvény, amely kimondja, hogy egy adott folyamat energiaének teljes változása úgy határozható meg, hogy a folyamatot különböző lépésekre bontja.

02 ábra: Born-Haber ciklus lítium-fluorid (LiF) képződéséhez

A Born-Haber ciklust a következő egyenlettel lehet megadni.

A képződési hő = atomizáció hője + Disszociációs energia + ionizációs energiák összege + elektron affinitások összege + rács energia

Ezután egy vegyület rácsos energiáját megkaphatjuk, ha ezt az egyenletet az alábbiak szerint rendezzük át.

Rács energia = képződési hő - atomizációs hő + disszociációs energia + ionizációs energiák összege + elektron affinitások összege

Mi a különbség a szolvatáló energia és a rács energia között??

Solution Energy vs Lattice Energy
Az oldódási energia a Gibbs-energiában bekövetkező változás, amikor egy iont vagy molekulát vákuumból (vagy gázfázisból) szállítanak egy oldószerbe.	A rács energiája egy vegyület kristályrácsában lévő energia mértéke, azzal egyenlő azzal az energiával, amely felszabadulna, ha a komponens ionokat a végtelenségből összehoznák.
Elv
Az oldódási energia megváltoztatja az entalpiát, amikor oldott anyagot oldunk oldószerben.	A rács energiája megváltoztatja az entalpiát, amikor rács képződik (vagy bomlik).

összefoglalás - Solution Energy vs Rács energia

Az oldódási energia egy rendszer entalpiájának megváltozása az oldott anyag oldószerben való oldása során. A rács energiája a rács kialakulása során felszabaduló energiamennyiség vagy a rács lebontásához szükséges energiamennyiség. A szolvatációs energia és a rácsenergia között az a különbség, hogy az oldódási energia megváltoztatja az entalpia változását, amikor oldott anyagot oldunk oldószerben, míg a rácsenergia megváltoztatja az entalpia változását, amikor rács képződik (vagy bomlik)..

Referencia:

1. „Rács energia”. chem.purdue.edu. Itt érhető el 
2.A Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója. „Szolvatációs energia.” IUPAC aranykönyv - szolvatációs energia. Itt érhető el 
3. „szolvatálását.” Wikipedia, Wikimedia Alapítvány, 2018. március 5.. Itt érhető el

Kép jóvoltából:

1.'Na + H2O'By Taxman (Public Domain) a Commons Wikimedia-on keresztül  
2. 'Született-haber ciklus LiF'By Jkwchui - Saját munka, (CC BY-SA 3.0) a Commons Wikimedia-on keresztül