Sleutelverskil – Oplossingsenergie vs Tralieenergie
Oplosenergie is die verandering in die Gibbs-energie van 'n oplosmiddel wanneer 'n opgeloste stof in daardie oplosmiddel opgelos word. Roosterenergie is óf die hoeveelheid energie wat vrygestel word tydens die vorming van 'n rooster uit ione óf die hoeveelheid energie wat benodig word om 'n rooster af te breek. Die sleutelverskil tussen solvasie-energie en roosterenergie is dat oplos-energie die verandering van entalpie gee wanneer 'n opgeloste stof in 'n oplosmiddel opgelos word, terwyl roosterenergie die verandering van entalpie gee wanneer vorming (of afbreek) van 'n rooster.
Wat is Oplossingsenergie?
Oplossingsenergie is die verandering in Gibbs-energie wanneer 'n ioon of molekule van 'n vakuum (of die gasfase) na 'n oplosmiddel oorgedra word. Solvasie is die interaksie tussen 'n oplosmiddel en molekules of ione van 'n opgeloste stof. Die opgeloste stof is die verbinding wat in die oplosmiddel opgelos gaan word. Sommige opgeloste stowwe is saamgestel uit molekules terwyl sommige ione bevat.
Die interaksie tussen oplosmiddel- en opgeloste stofdeeltjies bepaal baie van die eienskappe van 'n opgeloste stof. Bv: oplosbaarheid, reaktiwiteit, kleur, ens. Tydens die oplosproses word opgeloste stofdeeltjies omring deur oplosmiddelmolekules wat oplossingskomplekse vorm. Wanneer die oplosmiddel wat by hierdie oplosmiddel betrokke is water is, word die proses hidrasie genoem.
Verskillende tipes chemiese bindings en interaksies word tydens die oplosproses gevorm; waterstofbindings, ioon-dipool-interaksies en Van der Waal-kragte. Komplementêre eienskappe van oplosmiddel en opgeloste stof bepaal die oplosbaarheid van 'n opgeloste stof in 'n oplosmiddel. Byvoorbeeld, die polariteit is 'n belangrike faktor wat die oplosbaarheid van 'n opgeloste stof in 'n oplosmiddel bepaal. Polêre opgeloste stowwe los goed op in polêre oplosmiddels. Niepolêre opgeloste stowwe los goed op in niepolêre oplosmiddels. Maar die oplosbaarheid van polêre opgeloste stowwe in niepolêre oplosmiddels (en omgekeerd) is swak.
Figuur 01: Oplossing van 'n natriumkation in water
Wanneer dit by termodinamika kom, is die solvasie moontlik (spontaan) slegs as die Gibbs-energie van die finale oplossing laer is as die individuele Gibbs-energieë van oplosmiddel en opgeloste stof. Daarom moet die Gibbs vrye energie 'n negatiewe waarde wees (Gibbs vrye energie van die sisteem moet verminder word na die vorming van die oplossing). Die oplossing sluit verskillende stappe met verskillende energieë in.
- Vorming van 'n holte van oplosmiddel om plek te maak vir opgeloste stowwe. Dit is termodinamies ongunstig, want wanneer die interaksies tussen oplosmiddelmolekule verminder word, en die entropie verminder word.
- Skeiding van die opgeloste stofdeeltjie van die massa is ook termodinamies ongunstig. Dit is omdat die interaksies tussen opgeloste stof en opgeloste stof verminder word.
- Die interaksies tussen oplosmiddel en opgeloste stof vind plaas wanneer opgeloste stof die oplosmiddelholte binnedring, is termodinamies gunstig.
Oplossingsenergie staan ook bekend as die entalpie van solvasie. Dit is nuttig om die ontbinding van sommige roosters in oplosmiddels te verduidelik terwyl sommige roosters dit nie doen nie. Die verandering van entalpie van oplossing is die verskil tussen energieë van die vrystelling van 'n opgeloste stof uit grootmaat en die kombinasie van opgeloste stof met oplosmiddel. As 'n ioon 'n negatiewe waarde het vir die entalpieverandering van oplossing, dui dit aan dat die ioon meer geneig is om in daardie oplosmiddel op te los.'n Hoë positiewe waarde dui aan dat die ioon minder geneig is om op te los.
Wat is Lattice Energy?
Roosterenergie is 'n maatstaf van die energie wat in die kristalrooster van 'n verbinding vervat is, gelyk aan die energie wat vrygestel sou word as die komponentione van oneindig saamgebring word. Die roosterenergie van 'n verbinding kan ook gedefinieer word as die hoeveelheid energie wat benodig word om 'n ioniese vaste stof in sy atome in die gasfase af te breek.
Ioniese vastestowwe is baie stabiele verbindings as gevolg van die entalpieë van vorming van ioniese molekules tesame met die stabiliteit as gevolg van roosterenergie van die vastestofstruktuur. Maar die roosterenergie kan nie eksperimenteel gemeet word nie. Daarom word 'n Born-Haber-siklus gebruik om die roosterenergie van ioniese vastestowwe te bepaal. Daar is verskeie terme wat verstaan moet word voordat 'n Born-Haber-siklus geteken word.
- Ionisasie-energie – Die hoeveelheid energie wat benodig word om 'n elektron van 'n neutrale atoom in die gas te verwyder
- Elektronaffiniteit – Die hoeveelheid energie wat vrygestel word wanneer 'n elektron by 'n neutrale atoom in die gas gevoeg word
- Dissosiasie-energie – Die hoeveelheid energie wat benodig word om 'n verbinding in atome of ione af te breek.
- Sublimasie-energie – Die hoeveelheid energie wat benodig word om 'n vaste stof in sy damp om te skakel
- Die hitte van vorming – Die verandering in energie wanneer 'n verbinding uit sy elemente gevorm word.
- Hess se wet – 'n Wet wat bepaal dat die algehele verandering in die energie van 'n sekere proses bepaal kan word deur die proses in verskillende stappe op te breek.
Figuur 02: Die Born-Haber-siklus vir die vorming van litiumfluoried (LiF)
Die Born-Haber-siklus kan deur die volgende vergelyking gegee word.
Hitte van vorming=hitte van atomisasie + Dissosiasie-energie + som van ionisasie-energieë + som van elektronaffiniteite + roosterenergie
Dan kan die roosterenergie van 'n verbinding verkry word deur hierdie vergelyking soos volg te herrangskik.
Roosterenergie=hitte van vorming – {warmte van atomisering + Dissosiasie-energie + som van ionisasie-energieë + som van elektronaffiniteite}
Wat is die verskil tussen oplossingsenergie en tralieenergie?
Oplossingsenergie vs Tralieenergie |
|
| Oplosenergie is die verandering in Gibbs-energie wanneer 'n ioon of molekule van 'n vakuum (of die gasfase) na 'n oplosmiddel oorgedra word. | Roosterenergie is 'n maatstaf van die energie vervat in die kristalrooster van 'n verbinding, gelyk aan die energie wat vrygestel sou word as die komponentione vanaf oneindig saamgebring word. |
| Beginsel | |
| Oplosenergie gee die verandering van entalpie wanneer 'n opgeloste stof in 'n oplosmiddel opgelos word. | Roosterenergie gee die verandering van entalpie wanneer vorming (of afbreek) van 'n traliewerk. |
Opsomming – Oplossingsenergie vs roosterenergie
Oplossingsenergie is die verandering van entalpie van 'n sisteem tydens die oplos van 'n opgeloste stof in 'n oplosmiddel. Roosterenergie is die hoeveelheid energie wat vrygestel word tydens die vorming van 'n traliewerk of die hoeveelheid energie wat benodig word om 'n traliewerk af te breek. Die verskil tussen oplos-energie en roosterenergie is dat oplos-energie die verandering van entalpie gee wanneer 'n opgeloste stof in 'n oplosmiddel opgelos word, terwyl roosterenergie die verandering van entalpie gee wanneer 'n rooster gevorm word (of afbreek).
