Ključna razlika – Mrežasta energija proti hidracijski energiji
Energija rešetke in energija hidratacije sta dva sorodna izraza v termodinamiki. Energija mreže je količina energije, ki se sprosti, ko nastane mreža. Energija hidratacije je energija, ki se sprosti, ko se mreža raztopi v vodi. Tako tvorba kot hidratacija rešetke sproščata energijo, ker oba procesa vključujeta nastanek kemične vezi (ali kemične interakcije). Ključna razlika med energijo mreže in hidratacijsko energijo je, da je energija mreže količina energije, ki se sprosti, ko je mol mreže oblikovan iz neskončno ločenih ionov, medtem ko je energija hidratacije količina energije, ki se sprosti, ko je mreža ločena na ione s solvatacijo v vodo.
Kaj je mrežasta energija?
Energija rešetke je merilo energije v kristalni mreži spojine, ki je enaka energiji, ki bi se sprostila, če bi sestavni ioni združili iz neskončnosti. Z drugimi besedami, energija mreže je energija, ki je potrebna za tvorbo kristala iz popolnoma ločenih ionov. Energijo mreže je zelo težko eksperimentalno izmeriti. Zato je izpeljan teoretično.
Slika 01: Rešetkasta energija
Vrednost mrežne energije je vedno negativna vrednost. To je zato, ker tvorba mreže vključuje tvorbo kemičnih vezi. Nastajanje kemičnih vezi je eksotermna kemična reakcija, pri kateri se sprošča energija. Teoretična vrednost za mrežno energijo je določena na naslednji način.
ΔGU=ΔGH – p. ΔVm
V katerem je ΔGU molarna energija mreže, ΔGH molarna entalpija mreže in ΔVmje sprememba volumna na mol. P je zunanji tlak. Zato lahko energijo rešetke opredelimo tudi kot delo, ki ga je treba opraviti proti zunanjemu pritisku, str.
Kaj je hidracijska energija?
Energija hidracije (ali entalpija hidracije) je količina energije, ki se sprosti, ko je en mol ionov podvržen hidraciji. Hidracija je posebna vrsta raztapljanja ionov v vodi. Ioni so lahko pozitivno ali negativno nabite kemične vrste. Ko se trdna ionska spojina raztopi v vodi, se najbolj oddaljeni ioni te trdne snovi odmaknejo od trdne snovi in se raztopijo v vodi. Tam so sproščeni ioni prekriti s sosednjimi molekulami vode.
Hidracija ionske spojine vključuje intramolekularne interakcije. To so ion-dipolne interakcije. Entalpija hidratacije ali hidratacijska energija je energija, ki se sprosti, ko se ioni raztopijo v vodi. Hidracija je torej eksotermna reakcija. To je zato, ker raztapljanje ionov ustvarja interakcije med ioni in molekulami vode. Tvorba interakcij sprosti energijo, ker hidratacija stabilizira ione v vodni raztopini.
Slika 02: Hidracija Na+ in Cl- ionov
Energija hidratacije je označena kot Hhyd Če upoštevamo hidratacijske energije različnih ionov, vrednost hidratacijske energije pada s povečanjem velikosti ionov. To je zato, ker se ob povečanju velikosti ionov elektronska gostota iona zmanjša. Nato se zmanjša tudi interakcija med ionskimi in vodnimi molekulami, kar povzroči zmanjšano hidratacijsko energijo.
Kakšno je razmerje med energijo mreže in hidratacijsko energijo?
Energija raztapljanja je enaka vsoti energije mreže in energije hidratacije. Da bi raztopili mrežo v vodi, mora biti ta podvržena disociaciji in hidraciji. Mreži je treba zagotoviti toliko energije, da lahko mrežo disociira na ione. To je enako energiji rešetke
Kakšna je razlika med energijo mreže in hidratacijsko energijo?
Energija mreže v primerjavi z energijo hidracije |
|
| Energija rešetke je merilo energije, ki jo vsebuje kristalna mreža spojine in je enaka energiji, ki bi se sprostila, če bi sestavni ioni združili iz neskončnosti. | Hidracija (ali entalpija hidratacije) je količina energije, ki se sprosti, ko je en mol ionov podvržen hidrataciji. |
| Energija | |
| Energija mreže je količina energije, ki se sprosti, ko je mol mreže oblikovan iz neskončno ločenih ionov. | Energija hidracije je količina energije, ki se sprosti, ko se mreža s solvacijo v vodi loči na ione. |
| Proces | |
| Energija mreže je povezana s tvorbo mreže. | Hidracijska energija je povezana z uničenjem mreže. |
Povzetek – Rešetkasta energija proti hidracijski energiji
Energija rešetke je povezana s tvorbo mreže, medtem ko je hidratacijska energija povezana z uničenjem mreže. Razlika med energijo mreže in hidratacijsko energijo je v tem, da je energija mreže količina energije, ki se sprosti, ko je mol mreže oblikovan iz neskončno ločenih ionov, medtem ko je energija hidratacije količina energije, ki se sprosti, ko se mreža loči na ione s solvatacijo v vodi.
