Lahustusenergia ja võre energia erinevus

Peamine erinevus - lahendusenergia vs. Võre energia
 

Solvatsioonienergia on lahusti Gibbsi energia muutus, kui lahust on selles lahustis lahustunud. Võre energia on kas energia hulk, mis vabaneb ioonidest võre moodustumisel, või energia hulk, mis on vajalik võre lagundamiseks. võtme erinevus lahustusenergia ja võreenergia vahel on see lahustumisenergia muudab entalpia muutumist lahustunud aine lahustamisel lahustis, võreenergia annab entalpia muutumise võre moodustumisel (või lagunemisel).

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on lahendusenergia
3. Mis on võre energia
4. Kõrvuti võrdlus - lahutusenergia vs võre energia tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on lahendusenergia?

Lahustusenergia on Gibbsi energia muutus, kui ioon või molekul viiakse vaakumist (või gaasifaasist) lahustisse. Lahustumine on lahusti ja lahustunud aine molekulide või ioonide vastastikune mõju. Lahustunud aine on ühend, mis lahustatakse lahustis. Mõni lahustunud aine koosneb molekulidest, osa aga ioonidest.

Lahusti ja lahustunud osakeste vastastikmõju määrab lahustatud aine paljud omadused. Näide: lahustuvus, reaktsioonivõime, värvus jne. Solvatsiooni ajal ümbritsevad lahustunud aineosakesed lahusti molekule, moodustades solvatsioonikompleksid. Kui selles lahustis on lahustiks vesi, nimetatakse seda protsessi hüdratsiooniks.

Solvatsiooniprotsessi käigus moodustuvad erinevat tüüpi keemilised sidemed ja interaktsioonid; vesiniksidemed, ioon-dipoolide interaktsioonid ja Van der Waali jõud. Lahusti ja lahustatud aine täiendavad omadused määravad lahustunud aine lahustuvuse lahustis. Näiteks polaarsus on peamine tegur, mis määrab lahustunud aine lahustuvuse lahustis. Polaarsed lahustunud ühendid lahustuvad polaarsetes lahustites hästi. Mittepolaarsed lahustunud ühendid lahustuvad hästi mittepolaarsetes lahustites. Kuid polaarsete lahustite lahustuvus mittepolaarsetes lahustites (ja vastupidi) on halb.

Joonis 01: naatriumkatiooni lahustamine vees

Termodünaamika osas on lahustumine (spontaanne) võimalik ainult siis, kui lõpplahuse Gibbi energia on madalam kui lahusti ja lahustunud aine Gibbi energiad. Seetõttu peaks Gibbsi vaba energia olema negatiivne väärtus (süsteemi Gibbsi vaba energiat tuleks pärast lahuse moodustumist vähendada). Solvatsioon sisaldab erinevaid samme erinevate energiatega.

1. Lahusti õõnsuse moodustamine, et anda ruumi lahustunud ainetele. See on termodünaamiliselt ebasoodne, kuna kui lahustimolekulide vastastikmõjud vähenevad ja entroopia väheneb.
2. Lahustunud osakeste eraldamine massist on samuti termodünaamiliselt ebasoodne. Seda seetõttu, et lahustunud aine ja soluudi interaktsioonid on vähenenud.
3. Lahusti ja lahusti interaktsioonid toimuvad siis, kui lahusti siseneb lahusti õõnsusesse termodünaamiliselt soodsalt.

Lahustusenergiat nimetatakse ka lahustumise entalpiaks. Kasulik on selgitada mõnede sõrestike lahustumist lahustites, samas kui mõnede võrede mitte. Lahuse entalpia muutus on erinevus lahustunud aine lahustamiseks massist ja lahuse segamiseks lahustiga. Kui ioonil on lahuse entalpia muutuse korral negatiivne väärtus, näitab see, et ioon lahustub tõenäolisemalt selles lahustis. Kõrge positiivne väärtus näitab, et ioon lahustub vähem tõenäoliselt.

Mis on võre energia?

Võre energia on ühendi kristallvõres sisalduva energia suurus, mis võrdub energiaga, mis vabaneks, kui komponendiioonid koondataks lõpmatusest. Ühendi võreenergiat võib samuti määratleda kui energia kogust, mis on vajalik ioonse tahke aine aatomite lagundamiseks gaasilises faasis..

 Ioonsed tahked ained on väga stabiilsed ühendid, mis on tingitud ioonsete molekulide moodustumise entalpiadest ja stabiilsusest tänu tahke struktuuri võreenergiale. Kuid võre energiat ei saa katseliselt mõõta. Seetõttu a Sündinud-Haberi tsükkel kasutatakse ioonsete kuivainete võreenergia määramiseks. Enne Born-Haberi tsükli joonistamist tuleb mõista mitmeid termineid.

1. Ionisatsioonienergia - energia hulk, mis on vajalik elektri eemaldamiseks gaasilises neutraalsest aatomist
2. Elektroni afiinsus - energia hulk, mis vabaneb, kui gaasilises neutraalsesse aatomisse lisatakse elektron
3. Dissotsiatsioonienergia - energiakogus, mis on vajalik ühendi purustamiseks aatomiteks või ioonideks.
4. Sublimatsioonienergia - tahke aine auruks muundamiseks vajalik energiakogus
5. Formeerumise soojus - energia muutus, kui ühend moodustatakse selle elementidest.
6. Hessi seadus - seadus, mis sätestab, et teatud protsessi energia üldise muutuse saab kindlaks määrata protsessi eri etappideks jaotamisega.

Joonis 02: Born-Haberi tsükkel liitiumfluoriidi (LiF) moodustamiseks

Born-Haberi tsükli saab esitada järgmise võrrandi abil.

Formeerumissoojus = atomiseerumissoojus + dissotsiatsioonienergia + ionisatsioonienergiate summa + elektronide afiinsuste summa + võre energia

Seejärel võib ühendi võreenergia saada, võrdsustades selle võrrandiga järgmiselt.

Võre energia = moodustumise soojus - atomiseerimise soojus + dissotsiatsioonienergia + ionisatsioonienergiate summa + elektronide afiinsuste summa

Mis vahe on lahustus- ja võreenergial??

Lahustusenergia vs võreenergia
Lahustusenergia on Gibbsi energia muutus, kui ioon või molekul viiakse vaakumist (või gaasifaasist) lahustisse.	Võre energia on ühendi kristallvõres sisalduva energia suurus, mis on võrdne energiaga, mis vabaneks, kui komponendiioonid koondataks lõpmatusest.
Põhimõte
Lahustusenergia annab entalpia muutumise lahustunud aine lahustamisel lahustis.	Võre energia annab võre moodustumisel (või lagunemisel) entalpia muutuse.

Kokkuvõte - Lahustusenergia vs. Võre energia

Lahustusenergia on süsteemi entalpia muutus lahustunud aine lahustamisel lahustis. Võreenergia on võre moodustumisel vabanev energiakogus või võre lagundamiseks vajalik energiakogus. Solvatsioonienergia ja võreenergia erinevus seisneb selles, et solvatsioonienergia annab entalpia muutuse lahustunud aine lahustamisel lahustis, võreenergia aga entalpia muutub võre moodustumisel (või lagunemisel)..

Viide:

1. “Võre energia”. chem.purdue.edu. Saadaval siin 
2.Puuma- ja rakenduskeemia rahvusvaheline liit. "Lahustusenergia." IUPACi kuldraamat - solvatsioonienergia. Saadaval siin 
3. Lahendus. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 5. märts 2018. Saadaval siin

Pilt viisakalt:

1.'Na + H2O'By Taxman (üldkasutatav) Commonsi Wikimedia kaudu  
2.Sündinud haber-tsükkel LiF'By Jkwchui - Oma töö, (CC BY-SA 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu