Pagrindinis skirtumas - sprendimų energija ir grotelių energija
Tirpinimo energija yra tirpiklio Gibbso energijos pokytis, kai tirpiklis ištirpinamas tame tirpiklyje. Tinklelio energija yra arba energijos kiekis, išsiskiriantis formuojant grotelę iš jonų, arba energijos kiekis, reikalingas grotelėms suskaidyti. Pagrindinis skirtumas tarp solvatinės energijos ir grotelių energijos yra tai, kad solvato energija suteikia entalpijos pokyčius, kai tirpiklis ištirpsta tirpiklyje, o grotelių energija suteikia entalpijos pokyčius, kai susidaro (arba sugenda) grotelės.
TURINYS
1. Apžvalga ir pagrindiniai skirtumai
2. Kas yra sprendimų energija
3. Kas yra gardelių energija
4. Palyginimas kartu - „Solvation Energy“ir „Lattice Energy“lentelių pavidalu
5. Santrauka
Kas yra Solvation Energy?
Sprendimo energija yra Gibbso energijos pokytis, kai jonas ar molekulė iš vakuumo (arba dujų fazės) perkeliami į tirpiklį. Solvacija yra sąveika tarp tirpiklio ir ištirpusios medžiagos molekulių ar jonų. Tirpiklis yra junginys, kuris bus ištirpintas tirpiklyje. Kai kurios ištirpusios medžiagos susideda iš molekulių, o kai kuriose yra jonų.
Tirpiklio ir ištirpusios medžiagos dalelių sąveika lemia daugelį ištirpusio tirpalo savybių. Pvz.: tirpumas, reaktingumas, spalva ir kt. Solvatavimo proceso metu ištirpusios medžiagos dalelės yra apsuptos tirpiklio molekulėmis, formuojančiomis solvacijos kompleksus. Kai šiame tirpale dalyvauja tirpiklis yra vanduo, procesas vadinamas hidratacija.
Solvatavimo proceso metu susidaro skirtingų tipų cheminiai ryšiai ir sąveika; vandenilio jungtys, jonų-dipolių sąveika ir Van der Waalo jėgos. Papildomos tirpiklio ir tirpalo savybės lemia ištirpusio tirpumą tirpiklyje. Pavyzdžiui, poliškumas yra pagrindinis veiksnys, lemiantis tirpinio tirpumą tirpiklyje. Poliariniai tirpalai gerai ištirpsta poliniuose tirpikliuose. Nepoliniai tirpalai gerai ištirpsta nepoliariniuose tirpikliuose. Bet poliarinių tirpalų tirpumas nepoliniuose tirpikliuose (ir atvirkščiai) yra prastas.
01 pav. Natrio katijono sprendimas vandenyje
Kalbant apie termodinamiką, solvatumas yra įmanomas (savaiminis) tik tuo atveju, jei galutinio tirpalo Gibbso energija yra mažesnė už atskiras tirpiklio ir ištirpusios medžiagos Gibbso energijas. Todėl laisva Gibso energija turėtų būti neigiama reikšmė (susidarius tirpalui sistemos laisvoji Gibbo energija turėtų būti sumažinta). Sprendimas apima skirtingus veiksmus su skirtingomis energijomis.
- Tirpiklio ertmės susidarymas, kad atsirastų vietos tirpalams. Tai yra termodinamiškai nepalanku, nes sumažėjus tirpiklio molekulės sąveikai ir sumažėjus entropijai.
- Tirpiosios medžiagos dalelių atskyrimas nuo masės taip pat yra nepalankus termodinamiškai. Taip yra todėl, kad ištirpusios medžiagos ir tirpinio sąveika yra sumažėjusi.
- Tirpiklio ir tirpiklio sąveika vyksta, kai ištirpusios medžiagos patenka į tirpiklio ertmę, yra termodinamiškai palankios.
Solvacijos energija taip pat žinoma kaip solvato entalpija. Naudinga paaiškinti kai kurių gardelių tirpimą tirpikliuose, o kai kurias - ne. Tirpalo entalpijos pokytis yra skirtumas tarp tirpalo išskyrimo iš masės ir tirpalo sujungimo su tirpikliu. Jei jonui yra neigiama tirpalo entalpijos pokyčio vertė, tai rodo, kad jonas greičiausiai ištirps tame tirpiklyje. Didelė teigiama reikšmė rodo, kad rečiau ištirpsta jonas.
Kas yra grotelių energija?
Tinklelio energija yra junginio kristalinėje gardelėje esančios energijos matas, lygus energijai, kuri išsiskirtų, jei komponentų jonai būtų sujungti iš begalybės. Junginio grotelių energiją taip pat galima apibrėžti kaip energijos kiekį, reikalingą joninei kietai daliai suskaidyti į jos atomus dujinėje fazėje.
Joninės kietosios medžiagos yra labai stabilūs junginiai dėl joninių molekulių susidarymo entalpijų ir stabilumo dėl kietosios struktūros grotelių energijos. Bet grotelių energijos negalima eksperimentiškai išmatuoti. Todėl joninių kietųjų medžiagų grotelių energijai nustatyti naudojamas Borno-Habero ciklas. Prieš piešdami „Born-Haber“ciklą, reikia suprasti keletą terminų.
- Jonizacijos energija - energijos kiekis, reikalingas elektronui pašalinti iš neutralaus dujinio atomo
- Elektronų giminingumas - energijos kiekis, kuris išsiskiria pridedant elektroną dujiniame neutraliame atome
- Disociacijos energija - energijos kiekis, reikalingas junginiui suskaidyti į atomus ar jonus.
- Sublimacinė energija - energijos kiekis, reikalingas kietajai medžiagai paversti garais
- Susidarymo šiluma - energijos pokytis, kai junginys susidaro iš jo elementų.
- Heso dėsnis - įstatymas, teigiantis, kad bendrą tam tikro proceso energijos pokytį galima nustatyti suskaidant procesą į skirtingus etapus.
02 paveikslas: „Born-Haber“ciklas ličio fluoridui (LiF) susidaryti
Borno-Habero ciklą galima pateikti pagal šią lygtį.
Susidarymo šiluma = atomizacijos šiluma + Disociacijos energija + jonizacijos energijos suma + elektronų giminių suma + grotelių energija
Tada junginio grotelių energiją galima gauti pertvarkius šią lygtį taip.
Tinklelio energija = susidarymo šiluma - {atomizacijos šiluma + disociacijos energija + jonizacijos energijos suma + elektronų giminių suma}
Koks skirtumas tarp sprendimų energijos ir grotelių energijos?
Skirtingas straipsnis viduryje prieš lentelę
Sprendimo energija ir grotelių energija |
|
| Sprendimo energija yra Gibbso energijos pokytis, kai jonas ar molekulė iš vakuumo (arba dujų fazės) perkeliami į tirpiklį. | Tinklelio energija yra junginio kristalinėje gardelėje esančios energijos matas, lygus energijai, kuri išsiskirtų, jei komponentų jonai būtų sujungti iš begalybės. |
| Principas | |
| Tirpinimo energija suteikia entalpijos pokyčius tirpinant tirpiklį tirpiklyje. | Tinklelio energija suteikia entalpijos pokyčius, kai susidaro (arba suskaidoma) gardelė. |
Santrauka - Sprendimo energija ir grotelių energija
Solvacijos energija yra sistemos entalpijos pokytis tirpinant tirpiklį tirpiklyje. Tinklelio energija - tai energijos kiekis, išsiskyręs formuojant gardelę, arba energijos kiekis, reikalingas grotelėms suskaidyti. Skirtumas tarp solvatinės energijos ir grotelių energijos yra tai, kad solvato energija suteikia entalpijos pokyčius, kai tirpiklis ištirpsta tirpiklyje, o grotelių energija suteikia entalpijos pokyčius, kai susidaro (arba sugenda) grotelės.
