Kľúčový rozdiel – mriežková energia vs. hydratačná energia
Mriežková energia a hydratačná energia sú dva súvisiace pojmy v termodynamike. Energia mriežky je množstvo energie, ktorá sa uvoľní, keď sa vytvorí mriežka. Hydratačná energia je energia, ktorá sa uvoľní, keď sa mriežka rozpustí vo vode. Tvorba aj hydratácia mriežky uvoľňujú energiu, pretože oba procesy zahŕňajú tvorbu chemickej väzby (alebo chemickej interakcie). Kľúčový rozdiel medzi energiou mriežky a hydratačnou energiou je v tom, že energia mriežky je množstvo energie uvoľnenej, keď sa mól mriežky vytvorí z nekonečne oddelených iónov, zatiaľ čo hydratačná energia je množstvo energie uvoľnenej, keď sa mriežka rozdelí na ióny solvatáciou. voda.
Čo je mriežková energia?
Energia mriežky je mierou energie obsiahnutej v kryštálovej mriežke zlúčeniny, ktorá sa rovná energii, ktorá by sa uvoľnila, keby sa ióny zložiek spojili z nekonečna. Inými slovami, energia mriežky je energia potrebná na vytvorenie kryštálu z úplne oddelených iónov. Experimentálne je veľmi ťažké merať energiu mriežky. Preto je odvodený teoreticky.
Obrázok 01: Mriežková energia
Hodnota energie mriežky je vždy záporná hodnota. Je to preto, že tvorba mriežky zahŕňa tvorbu chemických väzieb. Tvorba chemických väzieb je exotermická chemická reakcia, pri ktorej sa uvoľňuje energia. Teoretická hodnota mriežkovej energie je určená nasledovne.
ΔGU=ΔGH – p. ΔVm
V ktorom ΔGU je energia molárnej mriežky, ΔGH entalpia molárnej mriežky a ΔVmje zmena objemu na mol. P je vonkajší tlak. Preto možno mriežkovú energiu definovať aj ako prácu, ktorú je potrebné vykonať proti vonkajšiemu tlaku, p.
Čo je hydratačná energia?
Hydratačná energia (alebo entalpia hydratácie) je množstvo energie uvoľnenej, keď jeden mól iónov podlieha hydratácii. Hydratácia je špeciálny typ rozpúšťania iónov vo vode. Ióny môžu byť buď pozitívne nabité alebo negatívne nabité chemické druhy. Keď sa tuhá iónová zlúčenina rozpustí vo vode, najvzdialenejšie ióny tejto pevnej látky sa vzdialia od pevnej látky a rozpustia sa vo vode. Tam sú uvoľnené ióny pokryté susednými molekulami vody.
Hydratácia iónovej zlúčeniny zahŕňa intramolekulárne interakcie. Ide o interakcie ión-dipól. Entalpia hydratácie alebo hydratačná energia je energia, ktorá sa uvoľní, keď sa ióny rozpustia vo vode. Hydratácia je teda exotermická reakcia. Je to preto, že rozpúšťanie iónov vytvára interakcie medzi iónmi a molekulami vody. Tvorba interakcií uvoľňuje energiu, pretože hydratácia stabilizuje ióny vo vodnom roztoku.
Obrázok 02: Hydratácia iónov Na+ a Cl-
Hydratačná energia sa označuje ako Hhyd Keď sa zohľadnia hydratačné energie rôznych iónov, hodnota hydratačnej energie klesá so zvyšujúcou sa veľkosťou iónov. Je to preto, že keď sa veľkosť iónov zväčší, hustota elektrónov iónu sa zníži. Potom sa tiež zníži interakcia medzi molekulami iónu a vody, čo vedie k zníženiu hydratačnej energie.
Aký je vzťah medzi energiou mriežky a energiou hydratácie?
Energia rozpúšťania sa rovná súčtu energie mriežky a energie hydratácie. Je to preto, že aby sa mriežka rozpustila vo vode, mriežka by mala prejsť disociáciou a hydratáciou. Mriežka by mala byť vybavená množstvom energie, ktorá môže rozložiť mriežku na ióny. To sa rovná energii mriežky
Aký je rozdiel medzi energiou mriežky a energiou hydratácie?
Mriežková energia verzus hydratačná energia |
|
| Energia mriežky je mierou energie obsiahnutej v kryštálovej mriežke zlúčeniny, ktorá sa rovná energii, ktorá by sa uvoľnila, keby sa ióny zložiek spojili z nekonečna. | Hydrácia (alebo entalpia hydratácie) je množstvo energie uvoľnenej, keď jeden mól iónov podlieha hydratácii. |
| Energia | |
| Energia mriežky je množstvo energie uvoľnenej, keď sa z nekonečne oddelených iónov vytvorí mol mriežky. | Hydratačná energia je množstvo energie uvoľnenej, keď sa mriežka rozdelí na ióny solvatáciou vo vode. |
| Proces | |
| Mriežková energia súvisí s tvorbou mriežky. | Hydratačná energia súvisí s deštrukciou mriežky. |
Zhrnutie – Energia mriežky verzus hydratačná energia
Mriežková energia súvisí s tvorbou mriežky, zatiaľ čo hydratačná energia súvisí s deštrukciou mriežky. Rozdiel medzi energiou mriežky a hydratačnou energiou je v tom, že energia mriežky je množstvo energie uvoľnenej, keď sa mól mriežky vytvorí z nekonečne oddelených iónov, zatiaľ čo hydratačná energia je množstvo energie uvoľnenej, keď sa mriežka rozdelí na ióny solvatáciou vo vode..
