Belangrijk verschil - Roosterenergie versus hydratatie-energie
Lattice-energie en hydratatie-energie zijn twee verwante termen in de thermodynamica. Roosterenergie is de hoeveelheid energie die vrijkomt wanneer een rooster wordt gevormd. Hydratatie-energie is de energie die vrijkomt wanneer het rooster wordt opgelost in water. Zowel de vorming als de hydratatie van een rooster geven energie vrij omdat beide processen de vorming van een chemische binding (of chemische interactie) met zich meebrengen. Het belangrijkste verschil tussen roosterenergie en hydratatie-energie is dat roosterenergie de hoeveelheid energie is die vrijkomt wanneer een mol van het rooster wordt gevormd uit oneindig gescheiden ionen, terwijl hydratatie-energie de hoeveelheid energie is die vrijkomt wanneer een rooster in ionen wordt gescheiden door solvatatie in water.
Wat is roosterenergie?
Lattice-energie is een maat voor de energie in het kristalrooster van een verbinding, die gelijk is aan de energie die zou vrijkomen als de samenstellende ionen vanuit het oneindige zouden worden samengebracht. Met andere woorden, roosterenergie is de energie die nodig is bij de vorming van een kristal uit volledig gescheiden ionen. Het is erg moeilijk om de roosterenergie experimenteel te meten. Daarom is het theoretisch afgeleid.
Figuur 01: Roosterenergie
De waarde van de roosterenergie is altijd een negatieve waarde. Dat komt omdat de vorming van rooster de vorming van chemische bindingen omvat. De vorming van chemische bindingen is exotherme chemische reacties, waarbij energie vrijkomt. De theoretische waarde voor roosterenergie wordt als volgt bepaald.
ΔGU=ΔGH – p. ΔVm
Waarin, ΔGU de molaire roosterenergie is, ΔGH molaire roosterenthalpie en ΔVmis de verandering van het volume per mol. P is de externe druk. Daarom kan roosterenergie ook worden gedefinieerd als het werk dat moet worden gedaan tegen de externe druk, p.
Wat is hydratatie-energie?
Hydratatie-energie (of enthalpie van hydratatie) is de hoeveelheid energie die vrijkomt wanneer één mol ionen wordt gehydrateerd. Hydratatie is een speciaal type oplossing van ionen in water. Ionen kunnen zowel positief geladen als negatief geladen chemische soorten zijn. Wanneer een vaste ionische verbinding wordt opgelost in water, bewegen de buitenste ionen van die vaste stof weg van de vaste stof en worden opgelost in water. Daar worden de vrijgekomen ionen bedekt met aangrenzende watermoleculen.
De hydratatie van een ionische verbinding omvat intramoleculaire interacties. Dit zijn ion-dipool interacties. Enthalpie van hydratatie of de hydratatie-energie is de energie die vrijkomt wanneer ionen worden opgelost in water. De hydratatie is dus een exotherme reactie. Dat komt omdat het oplossen van ionen interacties tussen ionen en watermoleculen creëert. Bij de vorming van interacties komt energie vrij omdat de hydratatie de ionen in een waterige oplossing stabiliseert.
Figuur 02: Hydratatie van Na+ en Cl- ionen
Hydratatie-energie wordt aangeduid als Hhyd Wanneer de hydratatie-energieën van verschillende ionen worden beschouwd, neemt de waarde van hydratatie-energie af met de toename van de ionische grootte. Dat komt omdat, wanneer de ionische grootte wordt vergroot, de elektronendichtheid van het ion wordt verlaagd. Dan wordt ook de interactie tussen de ion- en watermoleculen verminderd, wat resulteert in een verminderde hydratatie-energie.
Wat is de relatie tussen roosterenergie en hydratatie-energie?
De oplossingsenergie is gelijk aan de som van roosterenergie en hydratatie-energie. Dat komt omdat, om een rooster in water op te lossen, het rooster dissociatie en hydratatie moet ondergaan. Het rooster moet worden voorzien van een hoeveelheid energie die het rooster in ionen kan dissociëren. Dit is gelijk aan de roosterenergie
Wat is het verschil tussen roosterenergie en hydratatie-energie?
Lattice-energie versus hydratatie-energie |
|
| Lattice-energie is een maat voor de energie in het kristalrooster van een verbinding, gelijk aan de energie die zou vrijkomen als de samenstellende ionen vanuit het oneindige bij elkaar zouden worden gebracht. | Hydratatie (of hydratatie-enthalpie) is de hoeveelheid energie die vrijkomt wanneer één mol ionen wordt gehydrateerd. |
| Energie | |
| Roosterenergie is de hoeveelheid energie die vrijkomt wanneer een mol van het rooster wordt gevormd uit oneindig gescheiden ionen. | Hydratatie-energie is de hoeveelheid energie die vrijkomt wanneer een rooster wordt gescheiden in ionen door solvatatie in water. |
| Proces | |
| Lattice-energie heeft betrekking op de vorming van een rooster. | Hydratatie-energie heeft betrekking op de vernietiging van een rooster. |
Samenvatting – Roosterenergie versus hydratatie-energie
Lattice-energie heeft betrekking op de vorming van een rooster, terwijl hydratatie-energie betrekking heeft op de vernietiging van een rooster. Het verschil tussen roosterenergie en hydratatie-energie is dat roosterenergie de hoeveelheid energie is die vrijkomt wanneer een mol van het rooster wordt gevormd uit oneindig gescheiden ionen, terwijl hydratatie-energie de hoeveelheid energie is die vrijkomt wanneer een rooster in ionen wordt gescheiden door solvatatie in water.
