Diferența cheie - Energia de rezolvare vs Energia de rețea
Energia de solvație este schimbarea energiei Gibbs a unui solvent atunci când un dizolvat este dizolvat în acel solvent. Energia rețelei este fie cantitatea de energie eliberată în timpul formării unei rețele din ioni, fie cantitatea de energie necesară pentru descompunerea unei rețele. Diferența cheie dintre energia de solvatare și energia de rețea este că energia de solvatare dă schimbarea entalpiei atunci când dizolvă un dizolvat într-un solvent, în timp ce energia de rețea dă schimbarea de entalpie la formarea (sau descompunerea) unei rețele.
CUPRINS
1. Prezentare generală și diferența cheie
2. Ce este energia de rezolvare
3. Ce este energia
de rețea 4. Comparație alăturată - Energia de soluție vs Energia de rețea în formă tabelară
5. Rezumat
Ce este energia de rezolvare?
Energia de solvație este schimbarea energiei Gibbs atunci când un ion sau o moleculă este transferat dintr-un vid (sau faza gazoasă) într-un solvent. Solvarea este interacțiunea dintre un solvent și molecule sau ioni ai unui dizolvat. Solutul este compusul care urmează să fie dizolvat în solvent. Unele substanțe dizolvate sunt compuse din molecule, în timp ce altele conțin ioni.
Interacțiunea dintre solvent și particule de solut determină multe dintre proprietățile unui solut. Ex: solubilitate, reactivitate, culoare etc. În timpul procesului de solvatare, particulele dizolvate sunt înconjurate de molecule de solvent formând complexe de solvatare. Când solventul implicat în această solvabilitate este apa, procesul se numește hidratare.
Diferite tipuri de legături chimice și interacțiuni se formează în timpul procesului de solvatare; legături de hidrogen, interacțiuni ion-dipol și forțe Van der Waal. Proprietățile complementare ale solventului și solutului determină solubilitatea unui solut într-un solvent. De exemplu, polaritatea este un factor major care determină solubilitatea unui solut într-un solvent. Solutele polare se dizolvă bine în solvenți polari. Solutele nepolare se dizolvă bine în solvenți nepolari. Dar solubilitatea solutilor polari în solvenți nepolari (și invers) este slabă.
Figura 01: Rezolvarea unui cation de sodiu în apă
Când vine vorba de termodinamică, solvabilitatea este posibilă (spontană) numai dacă energia Gibbs a soluției finale este mai mică decât energiile individuale Gibbs de solvent și solut. Prin urmare, energia liberă Gibbs ar trebui să fie o valoare negativă (energia liberă Gibbs a sistemului ar trebui să fie redusă după formarea soluției). Solvarea include pași diferiți cu energii diferite.
- Formarea unei cavități de solvent pentru a face loc pentru substanțe dizolvate. Acest lucru este nefavorabil termodinamic, deoarece atunci când interacțiunile dintre molecula solventului sunt scăzute și entropia este scăzută.
- Separarea particulei de solut de vrac este, de asemenea, nefavorabilă termodinamic. Asta pentru că interacțiunile solut-solut sunt scăzute.
- Interacțiunile solvent-solut au loc atunci când solutul pătrunde în cavitatea solventului este termodinamic favorabil.
Energia de solvație este, de asemenea, cunoscută sub numele de entalpia solvației. Este util să explicăm dizolvarea unor rețele în solvenți, în timp ce unele rețele nu. Schimbarea entalpiei soluției este diferența dintre energiile de eliberare a unui solut din vrac și combinarea solutului cu solventul. Dacă un ion are o valoare negativă pentru schimbarea entalpiei soluției, indică faptul că ionul este mai probabil să se dizolve în acel solvent. O valoare pozitivă ridicată indică faptul că ionul este mai puțin probabil să se dizolve.
Ce este energia Lattice?
Energia rețelei este o măsură a energiei conținute în rețeaua cristalină a unui compus, egală cu energia care ar fi eliberată dacă ionii componenți ar fi adunați din infinit. Energia rețelei unui compus poate fi, de asemenea, definită ca cantitatea de energie necesară pentru descompunerea unui solid ionic în atomii săi în faza gazoasă.
Solidele ionice sunt compuși foarte stabili datorită entalpiilor de formare a moleculelor ionice împreună cu stabilitatea datorată energiei de rețea a structurii solide. Dar energia rețelei nu poate fi măsurată experimental. Prin urmare, un ciclu Born-Haber este utilizat pentru a determina energia rețelei solidelor ionice. Există mai mulți termeni care trebuie înțelați înainte de a desena un ciclu Born-Haber.
- Energie de ionizare - Cantitatea de energie necesară pentru îndepărtarea unui electron dintr-un atom neutru din gaz
- Afinitate electronică - Cantitatea de energie care este eliberată atunci când un electron este adăugat la un atom neutru în gaz
- Energie de disociere - Cantitatea de energie necesară pentru separarea unui compus în atomi sau ioni.
- Energia sublimării - Cantitatea de energie necesară pentru a transforma un solid în vaporii săi
- Căldura de formare - Schimbarea energiei atunci când un compus este format din elementele sale.
- Legea lui Hess - O lege care prevede că schimbarea generală a energiei unui anumit proces poate fi determinată prin împărțirea procesului în pași diferiți.
Figura 02: Ciclul Born-Haber pentru formarea fluorurii de litiu (LiF)
Ciclul Born-Haber poate fi dat de următoarea ecuație.
Căldura de formare = căldura de atomizare + Energia de disociere + suma energiilor de ionizare + suma afinităților electronice + energia rețelei
Atunci energia rețelei unui compus poate fi obținută prin rearanjarea acestei ecuații după cum urmează.
Energie de rețea = căldură de formare - {căldură de atomizare + energie de disociere + sumă de energii de ionizare + sumă de afinități electronice}
Care este diferența dintre energia de rezolvare și energia de rețea?
Difuzarea articolului din mijloc înainte de tabel
Energie de solvație vs energie de rețea |
|
| Energia de solvație este schimbarea energiei Gibbs atunci când un ion sau o moleculă este transferat dintr-un vid (sau faza gazoasă) într-un solvent. | Energia rețelei este o măsură a energiei conținute în rețeaua cristalină a unui compus, egală cu energia care ar fi eliberată dacă ionii componenți ar fi adunați din infinit. |
| Principiu | |
| Energia de solvație dă schimbarea entalpiei atunci când dizolvă un dizolvat într-un solvent. | Energia rețelei dă schimbarea entalpiei la formarea (sau descompunerea) unei rețele. |
Rezumat - Energie de solvație vs energie de rețea
Energia de solvație este schimbarea entalpiei unui sistem în timpul solvării unui dizolvat într-un solvent. Energia rețelei este cantitatea de energie eliberată în timpul formării unei rețele sau cantitatea de energie necesară pentru descompunerea unei rețele. Diferența dintre energia de solvatare și energia de rețea este că energia de solvatare dă schimbarea entalpiei atunci când dizolvă un dizolvat într-un solvent, în timp ce energia de rețea dă schimbarea de entalpie la formarea (sau defalcarea) unei rețele.
