Diferența dintre energia de solvatare și energia cu lattice

Diferența cheie - energia solvației vs Energia din Lattice
 

Energia de solvare este schimbarea energiei Gibbs a unui solvent atunci când un dizolvat este dizolvat în acel solvent. Energia lattică este fie cantitatea de energie eliberată în timpul formării unei rețele din ioni, fie cantitatea de energie necesară pentru a descompune o rețea. diferența cheie între energia de solvatare și energia reticulată este asta energia de solvatare dă schimbarea entalpiei atunci când dizolvă o substanță dizolvată într-un solvent, în timp ce energia reticulară dă schimbarea entalpiei atunci când formarea (sau descompunerea) unei rețele.

CUPRINS

1. Prezentare generală și diferență cheie
2. Ce este Solvation Energy
3. Ce este Lattice Energy
4. Comparație între ele - Solvation Energy vs Energy Lattice în formă tabulară
5. rezumat

Ce este Solvation Energy?

Energia de solvare este schimbarea energiei Gibbs atunci când un ion sau o moleculă este transferată dintr-un vid (sau faza gazoasă) într-un solvent. Solvația este interacțiunea dintre un solvent și molecule sau ioni ai unei substanțe dizolvate. Solubilitatea este compusul care urmează să fie dizolvat în solvent. Unele substanțe dizolvate sunt compuse din molecule, în timp ce unele conțin ioni.

Interacțiunea dintre solvenți și particule de substanță dizolvată determină multe dintre proprietățile unei substanțe dizolvate. Ex: solubilitate, reactivitate, culoare, etc. Pe parcursul procesului de solvatare, particulele de substanță dizolvată sunt înconjurate de molecule de solvenți care formează complecși de solvație. Când solventul implicat în această solvatare este apa, procesul se numește hidratare.

Diferite tipuri de legături și interacțiuni chimice se formează în timpul procesului de solvație; legăturile de hidrogen, interacțiunile ion-dipol și forțele Van der Waal. Proprietățile complementare ale solventului și ale substanței dizolvate determină solubilitatea unei substanțe dizolvate într-un solvent. De exemplu, polaritatea este un factor major care determină solubilitatea unei substanțe dizolvate într-un solvent. Polivizii dizolvați se dizolvă bine în solvenți polari. Substanțele dizolvate nepolar se dizolvă bine în solvenți nepolari. Dar solubilitatea soluturilor polar în solvenți nepolari (și invers) este slabă.

Figura 01: Solvarea unui cation de sodiu în apă

Când vine vorba de termodinamică, solvația este posibilă (spontană) numai dacă energia Gibbs a soluției finale este mai mică decât energiile Gibbs individuale ale solventului și ale substanței dizolvate. 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). Solvația include pași diverși cu diferite energii.

1. Formarea unei cavități a solventului pentru a crea spațiu pentru soluții. Acest lucru este nefavorabil din punct de vedere termodinamic, deoarece atunci când interacțiunile dintre molecula solvenților sunt scăzute și entropia este scăzută.
2. Separarea particulelor dizolvate din vrac este de asemenea nefavorabilă termodinamic. Aceasta se datorează faptului că interacțiunile solute-solute sunt scăzute.
3. Interacțiunile cu solvenți dizolvate au loc atunci când solutul intră în cavitatea solventului este favorabil din punct de vedere termodinamic.

Energia solvabilă este, de asemenea, cunoscută ca entalpia solvatării. Este util să se explice dizolvarea unor laturi în solvenți, în timp ce unele latte nu. Schimbarea entalpiei soluției este diferența dintre energiile de eliberare a substanței solide din vrac și combinarea substanței dizolvate cu solvent. Dacă un ion are o valoare negativă pentru schimbarea de entalpie a soluției, acesta indică faptul că ionul este mai probabil să se dizolve în acest solvent. O valoare pozitivă ridicată indică faptul că ionul este mai puțin probabil să se dizolve.

Ce este Lattice Energy?

Energia lattică este o măsură a energiei conținută în rețeaua cristalină a unui compus, egală cu energia care ar fi eliberată dacă ionii componenți ar fi adunați din infinit. Energia reticulată a unui compus poate fi, de asemenea, definită ca cantitatea de energie necesară pentru a descompune un 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 zăbrere a structurii solide. Dar energia reticulară nu poate fi măsurată experimental. Prin urmare, a Ciclul Born-Haber este folosit pentru a determina energia de zgură a solidelor ionice. Există mai mulți termeni care trebuie înțeleși înainte de a desena un ciclu Born-Haber.

1. Energia de ionizare - cantitatea de energie necesară pentru a îndepărta un electron de la un atom neutru în gazul gazos
2. Afinitatea electronică - cantitatea de energie care este eliberată atunci când un electron este adăugat la un atom neutru în gazul gazos
3. Energia de disociere - cantitatea de energie necesară pentru a rupe un compus în atomi sau ioni.
4. Energia sublimării - cantitatea de energie necesară pentru a transforma un solid în vapori
5. Căldura formării - Schimbarea energiei atunci când un compus este format din elementele sale.
6. Legea lui Hess - o lege care afirmă că schimbarea generală a energiei unui anumit proces poate fi determinată prin ruperea procesului în diferite etape.

Figura 02: Ciclul Born-Haber pentru formarea fluorurii de litiu (LiF)

Ciclul Born-Haber poate fi dat de următoarea ecuație.

Căldura formării = căldura atomizării + Energia de disociere + suma energiilor ionizării + suma afinităților electronilor + energia rețelei

Apoi, energia reticulară a unui compus poate fi obținută prin rearanjarea acestei ecuații după cum urmează.

Energia lattică = căldura formării - căldura atomizării + energia de disociere + suma energiilor de ionizare + suma afinităților electronilor

Care este diferența dintre energia de solvatare și energia de tip Lattice?

Solvation Energy vs Energy Lattice
Energia de solvare este schimbarea energiei Gibbs atunci când un ion sau o moleculă este transferată dintr-un vid (sau faza gazoasă) într-un solvent.	Energia lattică este o măsură a energiei conținută în rețeaua cristalină a unui compus, egală cu energia care ar fi eliberată dacă ionii componenți au fost adunați împreună din infinit.
Principiu
Energia de solvare dă schimbarea entalpiei atunci când dizolvă o substanță dizolvată într-un solvent.	Energia lattică dă schimbarea entalpiei la formarea (sau defalcarea) unei rețele.

rezumat - Solvația energiei vs Energia din Lattice

Energia de solvare este schimbarea entalpiei unui sistem în timpul solvației unei substanțe dizolvate într-un solvent. Energia lattică este cantitatea de energie eliberată în timpul formării unei rețele sau cantitatea de energie necesară pentru a descompune o rețea. Diferența dintre energia de solvatare și energia de zăcământ este că energia de solvatare dă schimbarea entalpiei atunci când dizolvă o substanță dizolvată într-un solvent, în timp ce energia reticulată dă schimbarea entalpiei atunci când formarea (sau descompunerea).

Referinţă:

1. "Energia cu laturi". Chem.purdue.edu. Disponibil aici 
2. Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată. "Energie solvabilă". Cartea IUPAC Gold - energie solvabilă. Disponibil aici 
3. "Solvație" Wikipedia, Fundația Wikimedia, 5 martie 2018. Disponibil aici

Datorită fotografiei:

1. Taxa "Na + H2O" prin Taxman (Domeniul Public) prin Commons Wikimedia  
2. "Ciclul Born-Haber LiF'By Jkwchui - Lucrare proprie, (CC BY-SA 3.0) prin intermediul Commons Wikimedia