Nøgleforskel – Lattice Energy vs Hydration Energy
Gitterenergi og hydreringsenergi er to relaterede termer inden for termodynamik. Gitterenergi er den mængde energi, der frigives, når et gitter dannes. Hydrationsenergi er den energi, der frigives, når gitteret opløses i vand. Både dannelse og hydrering af et gitter frigiver energi, fordi begge processer involverer dannelse af kemisk binding (eller kemisk interaktion). Den vigtigste forskel mellem gitterenergi og hydreringsenergi er, at gitterenergi er mængden af energi, der frigives, når et mol af gitteret dannes fra uendeligt adskilte ioner, hvorimod hydreringsenergi er mængden af frigivet energi, når et gitter adskilles i ioner ved solvatisering i vand.
Hvad er gitterenergi?
Gitterenergi er et mål for den energi, der er indeholdt i krystalgitteret af en forbindelse, som er lig med den energi, der ville blive frigivet, hvis komponentionerne blev bragt sammen fra det uendelige. Med andre ord er gitterenergi den energi, der kræves til dannelsen af en krystal fra fuldstændigt adskilte ioner. Det er meget svært at måle gitterenergien eksperimentelt. Derfor er det udledt teoretisk.
Figur 01: Gitterenergi
Værdien af gitterenergien er altid en negativ værdi. Det er fordi dannelsen af gitter involverer dannelsen af kemiske bindinger. Dannelsen af kemiske bindinger er eksoterme kemiske reaktioner, som frigiver energi. Den teoretiske værdi for gitterenergi bestemmes som følger.
ΔGU=ΔGH – p. ΔVm
Hi, ΔGU er molær gitterenergi, ΔGH molær gitterentalpi og ΔVmer ændringen af volumen pr. mol. P er det ydre tryk. Derfor kan gitterenergi også defineres som det arbejde, der skal udføres mod det ydre tryk, s.
Hvad er hydreringsenergi?
Hydreringsenergi (eller hydreringsentalpi) er mængden af energi, der frigives, når et mol ioner gennemgår hydrering. Hydrering er en særlig type opløsning af ioner i vand. Ioner kan enten være positivt ladede eller negativt ladede kemiske arter. Når en fast ionisk forbindelse opløses i vand, bevæger de yderste ioner af det faste stof sig væk fra det faste stof og opløses i vand. Der er de frigjorte ioner dækket af nabovandmolekyler.
Hydratiseringen af en ionisk forbindelse omfatter intramolekylære interaktioner. Disse er ion-dipol-interaktioner. Entalpi af hydrering eller hydreringsenergien er den energi, der frigives, når ioner opløses i vand. Hydratiseringen er derfor en eksoterm reaktion. Det skyldes, at opløsningen af ioner skaber interaktioner mellem ioner og vandmolekyler. Dannelse af interaktioner frigiver energi, fordi hydreringen stabiliserer ionerne i en vandig opløsning.
Figur 02: Hydrering af Na+ og Cl- ioner
Hydrationsenergi betegnes som Hhyd Når hydreringsenergierne for forskellige ioner tages i betragtning, falder værdien af hydreringsenergi med stigningen i ionstørrelsen. Det er fordi, når ionstørrelsen øges, reduceres ionens elektrontæthed. Så er interaktionen mellem ion- og vandmolekylerne også nedsat, hvilket resulterer i en nedsat hydreringsenergi.
Hvad er forholdet mellem gitterenergi og hydreringsenergi?
Opløsningsenergien er lig med summen af gitterenergi og hydreringsenergi. Det er fordi, for at opløse et gitter i vand, skal gitteret gennemgå dissociation og hydrering. Gitteret bør forsynes med en mængde energi, der kan dissociere gitteret til ioner. Dette er lig med gitterenergien
Hvad er forskellen mellem gitterenergi og hydreringsenergi?
Lattice Energy vs Hydration Energy |
|
| Gitterenergi er et mål for den energi, der er indeholdt i krystalgitteret i en forbindelse, svarende til den energi, der ville blive frigivet, hvis komponentionerne blev bragt sammen fra det uendelige. | Hydrering (eller hydreringsentalpi) er mængden af energi, der frigives, når et mol ioner undergår hydrering. |
| Energi | |
| Gitterenergi er den mængde energi, der frigives, når et mol af gitteret dannes af uendeligt adskilte ioner. | Hydreringsenergi er den mængde energi, der frigives, når et gitter adskilles i ioner ved solvatisering i vand. |
| Process | |
| Gitterenergi relaterer sig til dannelsen af et gitter. | Hydreringsenergi er relateret til ødelæggelse af et gitter. |
Opsummering – Lattice Energy vs Hydration Energy
Gitterenergi relaterer til dannelsen af et gitter, hvorimod hydreringsenergi relaterer til ødelæggelsen af et gitter. Forskellen mellem gitterenergi og hydratiseringsenergi er, at gitterenergi er den mængde energi, der frigives, når et mol af gitteret dannes fra uendeligt adskilte ioner, hvorimod hydreringsenergi er mængden af energi, der frigives, når et gitter adskilles i ioner ved solvatisering i vand.
