Differenza tra energia di compensazione e energia di reticolo

Differenza chiave - Solvation Energy vs Lattice Energy
 

L'energia di solvibilità è il cambiamento nell'energia di Gibbs di un solvente quando un soluto viene dissolto in quel solvente. L'energia del reticolo è la quantità di energia rilasciata durante la formazione di un reticolo di ioni o la quantità di energia richiesta per abbattere un reticolo. Il differenza fondamentale tra l'energia di solvatazione e l'energia del reticolo è quella l'energia di solvatazione dà il cambio di entalpia quando dissolve un soluto in un solvente mentre l'energia del reticolo dà il cambiamento di entalpia quando la formazione (o la rottura) di un reticolo.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è l'energia di solvibilità
3. Cos'è Lattice Energy
4. Confronto affiancato - Energia di solvitazione contro Energia di reticolo in forma tabulare
5. Sommario

Cos'è l'energia di solvibilità?

L'energia di risveglio è il cambiamento nell'energia di Gibbs quando uno ione o una molecola viene trasferito da un vuoto (o la fase gassosa) a un solvente. La solubazione è l'interazione tra un solvente e molecole o ioni di un soluto. Il soluto è il composto che sarà dissolto nel solvente. Alcuni soluti sono composti da molecole mentre alcuni contengono ioni.

L'interazione tra particelle di solvente e soluto determina molte delle proprietà di un soluto. Es .: solubilità, reattività, colore, ecc. Durante il processo di solvatazione, le particelle di soluto sono circondate da molecole di solvente che formano complessi di solvatazione. Quando il solvente coinvolto in questa solvatazione è acqua, il processo è chiamato idratazione.

Diversi tipi di legami chimici e interazioni si formano durante il processo di solvatazione; legami di idrogeno, interazioni di ioni-dipolo e forze di Van der Waal. Le proprietà complementari del solvente e del soluto determinano la solubilità di un soluto in un solvente. Ad esempio, la polarità è un fattore importante che determina la solubilità di un soluto in un solvente. I soluti polari si dissolvono bene nei solventi polari. I soluti non polari si dissolvono bene nei solventi non polari. Ma la solubilità dei soluti polari nei solventi non polari (e viceversa) è scarsa.

Figura 01: Solvation di un catione di sodio in acqua

Quando si parla di termodinamica, la solvatazione è possibile (spontanea) solo se l'energia di Gibbs della soluzione finale è inferiore alle singole energie di Gibbs del solvente e del soluto. Pertanto, l'energia libera di Gibbs dovrebbe essere un valore negativo (l'energia libera di Gibbs del sistema dovrebbe essere ridotta dopo la formazione della soluzione). La solvatazione include diversi passaggi con diverse energie.

1. Formazione di una cavità di solvente per creare spazio per i soluti. Questo è termodinamicamente sfavorevole perché quando le interazioni tra la molecola di solvente sono diminuite e l'entropia è diminuita.
2. La separazione della particella di soluto dalla massa è anche termodinamicamente sfavorevole. Questo perché le interazioni soluto-soluto sono diminuite.
3. Le interazioni soluto-soluto avvengono quando il soluto entra nella cavità del solvente è termodinamicamente favorevole.

L'energia di solvibilità è anche nota come entalpia di solvatazione. È utile spiegare la dissoluzione di alcuni reticoli in solventi mentre alcuni reticoli no. Il cambiamento di entalpia di soluzione è la differenza tra le energie di liberare un soluto dalla massa e combinare il soluto con il solvente. Se uno ione ha un valore negativo per il cambiamento di entalpia della soluzione, indica che lo ione è più probabile che si dissolva in quel solvente. Un valore alto positivo indica che è meno probabile che lo ione si dissolva.

Cos'è Lattice Energy?

L'energia del reticolo è una misura dell'energia contenuta nel reticolo cristallino di un composto, uguale all'energia che verrebbe rilasciata se gli ioni componenti fossero riuniti dall'infinito. L'energia reticolare di un composto può anche essere definita come la quantità di energia necessaria per abbattere un solido ionico nei suoi atomi nella fase gassosa.

 I solidi ionici sono composti molto stabili a causa delle entalpie della formazione di molecole ioniche e della stabilità dovuta all'energia del reticolo della struttura solida. Ma l'energia del reticolo non può essere misurata sperimentalmente. Pertanto, a Ciclo Born-Haber è usato per determinare l'energia reticolare dei solidi ionici. Ci sono diversi termini che devono essere compresi prima di disegnare un ciclo di Born-Haber.

1. Energia di ionizzazione - La quantità di energia richiesta per rimuovere un elettrone da un atomo neutro in gassoso
2. Affinità elettronica - La quantità di energia che viene rilasciata quando un elettrone viene aggiunto a un atomo neutro nel gassoso
3. Energia di dissociazione - La quantità di energia richiesta per rompere un composto in atomi o ioni.
4. Energia di sublimazione: la quantità di energia richiesta per convertire un solido nel suo vapore
5. Il calore della formazione - Il cambiamento di energia quando un composto è formato dai suoi elementi.
6. La legge di Hess - Una legge che stabilisce che il cambiamento generale nell'energia di un determinato processo può essere determinato suddividendo il processo in diverse fasi.

Figura 02: Il ciclo Born-Haber per la formazione di fluoruro di litio (LiF)

Il ciclo di Born-Haber può essere dato dalla seguente equazione.

Calore di formazione = calore di atomizzazione + Energia di dissociazione + somma delle energie di ionizzazione + somma delle affinità elettroniche + energia del reticolo

Quindi l'energia reticolare di un composto può essere ottenuta riorganizzando questa equazione come segue.

Energia del reticolo = calore di formazione - calore di atomizzazione + energia di dissociazione + somma delle energie di ionizzazione + somma delle affinità elettroniche

Qual è la differenza tra energia di solvibilità e energia di reticolo?

Solvation Energy vs Lattice Energy
L'energia di solubazione è il cambiamento nell'energia di Gibbs quando uno ione o una molecola viene trasferito da un vuoto (o la fase gassosa) a un solvente.	L'energia del reticolo è una misura dell'energia contenuta nel reticolo cristallino di un composto, uguale all'energia che verrebbe rilasciata se gli ioni componenti fossero riuniti dall'infinito.
Principio
L'energia di solvente dà il cambiamento di entalpia quando si dissolve un soluto in un solvente.	L'energia del reticolo dà il cambio di entalpia quando la formazione (o la rottura) di un reticolo.

Sommario - Solvation Energy vs Lattice Energy

L'energia di solvibilità è il cambiamento di entalpia di un sistema durante la solvatazione di un soluto in un solvente. L'energia del reticolo è la quantità di energia rilasciata durante la formazione di un reticolo o la quantità di energia richiesta per abbattere un reticolo. La differenza tra l'energia di solvatazione e l'energia del reticolo è che l'energia di solvatazione dà il cambiamento di entalpia quando si dissolve un soluto in un solvente mentre l'energia del reticolo dà il cambiamento di entalpia quando la formazione (o la rottura) di un reticolo.

Riferimento:

1. "Lattice Energy." Chem.purdue.edu. Disponibile qui 
2. Unione internazionale di chimica pura e applicata. "Solvation energy." IUPAC Gold Book - energia di solvatazione. Disponibile qui 
3. "Solvation." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 5 marzo 2018. Disponibile qui

Cortesia dell'immagine:

1.'Na + H2O'By Taxman (dominio pubblico) via Commons Wikimedia  
2. Ciclo di haber-Liber LiF'By Jkwchui - Opera propria, (CC BY-SA 3.0) attraverso Commons Wikimedia