Ключевая разница - энергия решетки и энергия гидратации
Энергия решетки и энергия гидратации - два связанных термина в термодинамике. Энергия решетки – это количество энергии, которое высвобождается при формировании решетки. Энергия гидратации – это энергия, которая выделяется при растворении решетки в воде. И образование, и гидратация решетки высвобождают энергию, потому что оба процесса включают образование химической связи (или химического взаимодействия). Ключевое различие между энергией решетки и энергией гидратации заключается в том, что энергия решетки - это количество энергии, высвобождаемой при образовании моля решетки из бесконечно разделенных ионов, тогда как энергия гидратации - это количество энергии, высвобождаемой при разделении решетки на ионы в результате сольватации в вода.
Что такое энергия решетки?
Энергия решетки - это мера энергии, содержащейся в кристаллической решетке соединения, которая равна энергии, которая высвободилась бы, если бы ионы компонентов были сведены вместе из бесконечности. Другими словами, энергия решетки - это энергия, необходимая для образования кристалла из полностью разделенных ионов. Энергию решетки экспериментально измерить очень сложно. Следовательно, это выведено теоретически.
Рисунок 01: Энергия решетки
Величина энергии решетки всегда является отрицательной величиной. Это связано с тем, что при формировании решетки образуются химические связи. Образование химических связей представляет собой экзотермические химические реакции, в результате которых выделяется энергия. Теоретическое значение энергии решетки определяется следующим образом.
ΔGU=ΔGH – p. ΔVm
В которой ΔGU – молярная энергия решетки, ΔGH молярная энтальпия решетки и ΔVm- изменение объема на моль. Р - внешнее давление. Следовательно, энергия решетки также может быть определена как работа, которую необходимо совершить против внешнего давления, p.
Что такое энергия гидратации?
Энергия гидратации (или энтальпия гидратации) – это количество энергии, выделяющееся при гидратации одного моля ионов. Гидратация – это особый вид растворения ионов в воде. Ионы могут быть как положительно заряженными, так и отрицательно заряженными химическими частицами. Когда твердое ионное соединение растворяется в воде, самые внешние ионы этого твердого вещества удаляются от твердого вещества и растворяются в воде. Там высвободившиеся ионы покрываются соседними молекулами воды.
Гидратация ионного соединения включает внутримолекулярные взаимодействия. Это ион-дипольные взаимодействия. Энтальпия гидратации или энергия гидратации – это энергия, которая выделяется при растворении ионов в воде. Следовательно, гидратация является экзотермической реакцией. Это связано с тем, что растворение ионов создает взаимодействия между ионами и молекулами воды. Образование взаимодействий высвобождает энергию, поскольку гидратация стабилизирует ионы в водном растворе.
Рисунок 02: Гидратация ионов Na+ и Cl-
Энергия гидратации обозначается как Hhyd Когда рассматриваются энергии гидратации различных ионов, значение энергии гидратации уменьшается с увеличением размера иона. Это связано с тем, что при увеличении размера иона электронная плотность иона уменьшается. Тогда взаимодействие между ионом и молекулами воды также уменьшается, что приводит к уменьшению энергии гидратации.
Какова связь между энергией решетки и энергией гидратации?
Энергия растворения равна сумме энергии решетки и энергии гидратации. Это связано с тем, что для того, чтобы растворить решетку в воде, решетка должна подвергнуться диссоциации и гидратации. Решетка должна быть обеспечена количеством энергии, которое может диссоциировать решетку на ионы. Это равно энергии решетки
В чем разница между энергией решетки и энергией гидратации?
Энергия решетки против энергии гидратации |
|
| Энергия решетки - это мера энергии, содержащейся в кристаллической решетке соединения, равная энергии, которая высвободилась бы, если бы ионы компонентов были сведены вместе из бесконечности. | Гидратация (или энтальпия гидратации) – это количество энергии, выделяющееся при гидратации одного моля ионов. |
| Энергия | |
| Энергия решетки – это количество энергии, выделяющееся при образовании моля решетки из бесконечно разделенных ионов. | Энергия гидратации – это количество энергии, выделяющееся при разделении решетки на ионы путем сольватации в воде. |
| Процесс | |
| Энергия решетки связана с образованием решетки. | Энергия гидратации связана с разрушением решетки. |
Резюме – Энергия решетки против энергии гидратации
Энергия решетки связана с образованием решетки, тогда как энергия гидратации связана с разрушением решетки. Разница между энергией решетки и энергией гидратации заключается в том, что энергия решетки - это количество энергии, выделяемой при образовании моля решетки из бесконечно разделенных ионов, тогда как энергия гидратации - это количество энергии, выделяемой при разделении решетки на ионы путем сольватации в воде..
