Avainero – Hilaenergia vs. nesteytysenergia
Hilaenergia ja hydraatioenergia ovat kaksi toisiinsa liittyvää termiä termodynamiikassa. Hilan energia on energiamäärä, joka vapautuu, kun hila muodostuu. Hydrataatioenergia on energiaa, joka vapautuu, kun hila liukenee veteen. Sekä hilan muodostuminen että hydratoituminen vapauttavat energiaa, koska molemmat prosessit sisältävät kemiallisen sidoksen (tai kemiallisen vuorovaikutuksen) muodostumisen. avainero hilan energian ja hydraatioenergian välillä on se energiamäärä, joka vapautuu, kun hilan mooli muodostuu äärettömästi erotetuista ioneista, kun taas hydraatioenergia on energian määrä, joka vapautuu, kun hila erotetaan ioneiksi solvataatiolla vettä.
Mitä on hilaenergia?
Hilan energia on yhdisteen kidehilaan sisältyvän energian mitta, joka on yhtä suuri kuin energia, joka vapautuisi, jos komponentti-ionit tuodaan yhteen äärettömyydestä. Toisin sanoen hilaenergia on energiaa, joka tarvitaan kiteen muodostumiseen täysin erotetuista ioneista. Hilan energiaa on erittäin vaikea mitata kokeellisesti. Siksi se on johdettu teoreettisesti.
Kuva 01: Hilaenergia
Hilaenergian arvo on aina negatiivinen arvo. Tämä johtuu siitä, että hilan muodostumiseen liittyy kemiallisten sidosten muodostuminen. Kemiallisten sidosten muodostuminen on eksotermisiä kemiallisia reaktioita, jotka vapauttavat energiaa. Hilan energian teoreettinen arvo määritetään seuraavasti.
ΔGU=ΔGH – p. ΔVm
Jossa ΔGU on molaarinen hilan energia, ΔGH molaarihilan entalpia ja ΔVmon tilavuuden muutos moolia kohden. P on ulkoinen paine. Siksi hilaenergia voidaan määritellä myös työksi, joka on tehtävä ulkoista painetta vastaan, p.
Mitä on nesteytysenergia?
Hydraatioenergia (tai hydraatioentalpia) on energian määrä, joka vapautuu, kun yksi mooli ioneja hydratoituu. Hydratointi on erityinen ionien liukenemistapa veteen. Ionit voivat olla joko positiivisesti tai negatiivisesti varautuneita kemiallisia lajeja. Kun kiinteä ioniyhdiste liuotetaan veteen, sen uloimmat ionit siirtyvät pois kiinteästä aineesta ja liukenevat veteen. Siellä vapautuneet ionit peittyvät viereisillä vesimolekyyleillä.
Ioniyhdisteen hydraatioon sisältyy molekyylinsisäisiä vuorovaikutuksia. Nämä ovat ioni-dipoli-vuorovaikutuksia. Hydraatioentalpia tai hydraatioenergia on energiaa, joka vapautuu, kun ionit liukenevat veteen. Hydraatio on siis eksoterminen reaktio. Tämä johtuu siitä, että ionien liukeneminen luo vuorovaikutuksia ionien ja vesimolekyylien välille. Vuorovaikutusten muodostuminen vapauttaa energiaa, koska hydraatio stabiloi ionit vesiliuoksessa.
Kuva 02: Na+- ja Cl-ionien hydraatio
Hydraatioenergiaa merkitään Hhyd Kun eri ionien hydraatioenergiat otetaan huomioon, hydraatioenergian arvo pienenee ionikoon kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että kun ionikokoa kasvatetaan, ionin elektronitiheys pienenee. Tällöin myös ionin ja vesimolekyylien välinen vuorovaikutus vähenee, mikä johtaa vähentyneeseen hydraatioenergiaan.
Mikä on hilaenergian ja hydraatioenergian välinen suhde?
Liukenemisenergia on yhtä suuri kuin hilaenergian ja hydraatioenergian summa. Tämä johtuu siitä, että hilan liuottamiseksi veteen hilan tulisi käydä läpi dissosioitumisen ja hydratoitumisen. Hilalle tulee antaa energiamäärä, joka voi hajottaa hilan ioneiksi. Tämä on yhtä suuri kuin hilan energia
Mitä eroa on hilaenergialla ja hydraatioenergialla?
Lattienergia vs nesteytysenergia |
|
| Hilan energia on yhdisteen kidehilaan sisältyvän energian mitta, joka on yhtä suuri kuin energia, joka vapautuisi, jos komponenttien ionit koottaisiin yhteen äärettömyydestä. | Hydraatio (tai hydraatioentalpia) on energian määrä, joka vapautuu, kun yksi mooli ioneja hydratoituu. |
| Energia | |
| Hilan energia on energian määrä, joka vapautuu, kun hilan mooli muodostuu äärettömästi erotetuista ioneista. | Hydraatioenergia on energiamäärä, joka vapautuu, kun hila erotetaan ioneiksi solvataatiolla vedessä. |
| Prosessi | |
| Hilan energia liittyy hilan muodostumiseen. | Nesteytysenergia liittyy hilan tuhoutumiseen. |
Yhteenveto – Hilaenergia vs. nesteytysenergia
Hilan energia liittyy hilan muodostumiseen, kun taas hydraatioenergia liittyy hilan tuhoutumiseen. Ero hilan energian ja hydraatioenergian välillä on, että hilaenergia on energian määrä, joka vapautuu, kun hilan mooli muodostuu äärettömästi erotetuista ioneista, kun taas hydraatioenergia on energian määrä, joka vapautuu, kun hila erotetaan ioneiksi solvatoimalla vedessä.
