Nyckelskillnad - Solvation Energy vs Lattice Energy
Lösenergi är förändringen i Gibbs-energin hos ett lösningsmedel när en löst substans löses i det lösningsmedlet. Gitterenergi är antingen mängden energi som frigörs under bildandet av ett gitter från joner eller den mängd energi som krävs för att bryta ner ett gitter. Huvudskillnaden mellan lösningsenergi och gitterenergi är att lösningsenergi ger förändring av entalpi vid upplösning av ett löst ämne i ett lösningsmedel medan gitterenergi ger förändring av entalpi när bildning (eller nedbrytning) av ett galler.
INNEHÅLL
1. Översikt och viktig skillnad
2. Vad är Solvation Energy
3. Vad är gitterenergi
4. Jämförelse sida vid sida - Solvation Energy vs Gitterenergi i tabellform
5. Sammanfattning
Vad är Solvation Energy?
Lösenergi är förändringen i Gibbs energi när en jon eller molekyl överförs från ett vakuum (eller gasfasen) till ett lösningsmedel. Solvation är interaktionen mellan ett lösningsmedel och molekyler eller joner av en löst substans. Lösningen är den förening som ska lösas i lösningsmedlet. Vissa lösta ämnen består av molekyler medan andra innehåller joner.
Samspelet mellan lösningsmedel och lösta partiklar bestämmer många av egenskaperna hos ett löst ämne. Ex: löslighet, reaktivitet, färg, etc. Under lösningsprocessen omges lösta partiklar av lösningsmedelsmolekyler som bildar lösningskomplex. När lösningsmedlet som är involverat i denna lösning är vatten kallas processen hydrering.
Olika typer av kemiska bindningar och interaktioner bildas under solvationsprocessen; vätebindningar, jon-dipolinteraktioner och Van der Waal-krafter. Kompletterande egenskaper hos lösningsmedel och lösningsmedel bestämmer lösligheten för ett lösningsmedel i ett lösningsmedel. Till exempel är polariteten en viktig faktor som bestämmer lösligheten för ett löst ämne i ett lösningsmedel. Polära lösta ämnen löser sig bra i polära lösningsmedel. Icke-polära lösningsmedel löses väl i icke-polära lösningsmedel. Men lösligheten för polära lösningar i icke-polära lösningsmedel (och vice versa) är dålig.
Figur 01: Lösning av en natriumkatjon i vatten
När det gäller termodynamik är lösningen endast möjlig (spontan) om Gibbs-energin i den slutliga lösningen är lägre än de enskilda Gibbs-energierna av lösningsmedel och löst ämne. Därför bör Gibbs fria energi vara ett negativt värde (Gibbs fria energi i systemet bör minskas efter bildandet av lösningen). Lösningen innehåller olika steg med olika energier.
- Bildning av ett hålrum av lösningsmedel för att ge plats för lösta ämnen. Detta är termodynamiskt ogynnsamt, för när interaktioner mellan lösningsmedelsmolekylen minskar och entropin minskar.
- Separation av den lösta partikeln från bulk är också termodynamiskt ogynnsam. Det beror på att interaktionen mellan lösta ämnen minskar.
- Interaktioner mellan lösningsmedel och lösningsmedel äger rum när lösningsmedel kommer in i lösningsmedelshålan är termodynamiskt gynnsamt.
Solvensenergi är också känd som solens entalpi. Det är användbart att förklara upplösningen av vissa galler i lösningsmedel medan vissa galler inte gör det. Förändringen av lösningens entalpi är skillnaden mellan energierna för att frigöra ett löst ämne från bulk och kombinera lösligt ämne med lösningsmedel. Om en jon har ett negativt värde för entalpiändringen av lösningen, indikerar det att det är mer sannolikt att jonen löser sig i det lösningsmedlet. Ett högt positivt värde indikerar att det är mindre troligt att jonen löses upp.
Vad är Lattice Energy?
Gitterenergi är ett mått på energin som finns i kristallgitteret i en förening, lika med den energi som skulle frigöras om komponentjonerna fördes samman från oändligheten. Gitterenergin hos en förening kan också definieras som mängden energi som krävs för att bryta ner ett joniskt fast ämne i dess atomer i gasfasen.
Joniska fasta ämnen är mycket stabila föreningar på grund av entalpierna för bildning av jonmolekyler tillsammans med stabiliteten på grund av den fasta strukturens gitterenergi. Men gitterenergin kan inte mätas experimentellt. Därför används en Born-Haber-cykel för att bestämma gitterenergin hos joniska fasta ämnen. Det finns flera termer som måste förstås innan man ritar en Born-Haber-cykel.
- Joniseringsenergi - Den mängd energi som krävs för att avlägsna en elektron från en neutral atom i det gasformiga
- Elektronaffinitet - Mängden energi som frigörs när en elektron tillsätts till en neutral atom i det gasformiga
- Dissociationsenergi - Mängden energi som krävs för att bryta isär en förening i atomer eller joner.
- Sublimeringsenergi - Den mängd energi som krävs för att omvandla ett fast ämne till dess ånga
- Bildningsvärmen - Energiförändringen när en förening bildas av dess element.
- Hess lag - En lag som säger att den totala förändringen i energin i en viss process kan bestämmas genom att dela upp processen i olika steg.
Figur 02: Born-Haber-cykeln för bildning av litiumfluorid (LiF)
Born-Haber-cykeln kan ges med följande ekvation.
Bildningsvärme = atomiseringsvärme + dissociationsenergi + summan av joniseringsenergier + summan av elektronaffiniteter + gitterenergi
Sedan kan gitterenergin hos en förening erhållas genom att omorganisera denna ekvation enligt följande.
Gitterenergi = bildningsvärme - {atomiseringsvärme + dissociationsenergi + summan av joniseringsenergier + summan av elektronaffiniteter}
Vad är skillnaden mellan Solvation Energy och Gitter Energy?
Skilja artikeln mitt före bordet
Solvation Energy vs Lattice Energy |
|
| Lösenergi är förändringen i Gibbs energi när en jon eller molekyl överförs från ett vakuum (eller gasfasen) till ett lösningsmedel. | Gitterenergi är ett mått på energin som finns i kristallgitteret i en förening, lika med den energi som skulle frigöras om komponentjonerna fördes samman från oändligheten. |
| Princip | |
| Lösningsenergi ger förändring av entalpi vid lösning av ett löst ämne i ett lösningsmedel. | Gitterenergi ger förändring av entalpi vid bildande (eller nedbrytning) av ett gitter. |
Sammanfattning - Solvation Energy vs Lattice Energy
Lösenergi är förändringen av entalpi i ett system under lösning av en löst substans i ett lösningsmedel. Gitterenergi är den mängd energi som frigörs under bildandet av ett gitter eller den mängd energi som krävs för att bryta ner ett gitter. Skillnaden mellan solvensenergi och gitterenergi är att solvensenergi ger förändring av entalpi vid upplösning av ett löst ämne i ett lösningsmedel medan gitterenergi ger förändring av entalpi när bildning (eller nedbrytning) av ett galler.
