Sự khác biệt chính - Năng lượng mạng và Năng lượng hydrat hóa
Năng lượng mạng và năng lượng hydrat hóa là hai thuật ngữ có liên quan đến nhau trong nhiệt động lực học. Năng lượng mạng là lượng năng lượng được giải phóng khi một mạng tinh thể được hình thành. Năng lượng hydrat hóa là năng lượng được giải phóng khi mạng tinh thể hòa tan trong nước. Cả hai quá trình hình thành và hydrat hóa mạng tinh thể đều giải phóng năng lượng vì cả hai quá trình đều liên quan đến sự hình thành liên kết hóa học (hoặc tương tác hóa học). Sự khác biệt cơ bản giữa năng lượng mạng tinh thể và năng lượng hydrat hóa là năng lượng mạng tinh thể là lượng năng lượng được giải phóng khi một mol mạng tinh thể được hình thành từ các ion phân tách vô hạn trong khi năng lượng hydrat hóa là lượng năng lượng được giải phóng khi một mạng tinh thể bị phân tách thành các ion bởi sự đông cứng trong nước.
Năng lượng mạng là gì?
Năng lượng mạng là một đơn vị đo năng lượng chứa trong mạng tinh thể của một hợp chất, bằng với năng lượng sẽ được giải phóng nếu các ion thành phần xích lại gần nhau từ vô cùng. Nói cách khác, năng lượng mạng tinh thể là năng lượng cần thiết để hình thành một tinh thể từ các ion được phân tách hoàn toàn. Rất khó để đo năng lượng mạng tinh thể bằng thực nghiệm. Do đó, nó được suy ra về mặt lý thuyết.
Hình 01: Năng lượng mạng lưới
Giá trị của năng lượng mạng tinh thể luôn là giá trị âm. Đó là vì sự hình thành mạng tinh thể liên quan đến sự hình thành các liên kết hóa học. Sự hình thành liên kết hóa học là các phản ứng hóa học tỏa nhiệt, giải phóng năng lượng. Giá trị lý thuyết cho năng lượng mạng tinh thể được xác định như sau.
ΔGU=ΔGH - p. ΔVm
Trong đó, ΔGU là năng lượng mạng tinh thể mol, ΔGH mol mạng tinh thể entanpi và ΔVmlà sự thay đổi thể tích trên mỗi mol. P là áp suất bên ngoài. Do đó, năng lượng mạng tinh thể cũng có thể được định nghĩa là công việc phải thực hiện để chống lại áp suất bên ngoài, p.
Năng lượng Hydrat hóa là gì?
Năng lượng hydrat hóa (hay entanpi của quá trình hydrat hóa) là lượng năng lượng được giải phóng khi một mol ion trải qua quá trình hydrat hóa. Hydrat hóa là một dạng đặc biệt của sự hòa tan các ion trong nước. Các ion có thể mang điện tích dương hoặc mang điện tích âm. Khi một hợp chất ion rắn được hòa tan trong nước, các ion ngoài cùng của chất rắn đó di chuyển ra khỏi chất rắn và được hòa tan trong nước. Ở đó, các ion được giải phóng được bao phủ bởi các phân tử nước lân cận.
Quá trình hydrat hóa của một hợp chất ion bao gồm các tương tác nội phân tử. Đây là những tương tác ion-lưỡng cực. Entanpi của hydrat hóa hay năng lượng hydrat hóa là năng lượng được giải phóng khi các ion được hòa tan trong nước. Do đó quá trình hydrat hóa là một phản ứng tỏa nhiệt. Đó là do sự hòa tan của các ion tạo ra tương tác giữa các ion và phân tử nước. Sự hình thành các tương tác giải phóng năng lượng vì quá trình hydrat hóa ổn định các ion trong dung dịch nước.
Hình 02: Sự hydrat hóa của các ion Na + và Cl-
Năng lượng hydrat hóa được ký hiệu là HhydKhi xem xét năng lượng hydrat hóa của các ion khác nhau, giá trị của năng lượng hydrat hóa giảm khi kích thước ion tăng lên. Đó là bởi vì, khi kích thước ion tăng lên, mật độ electron của ion sẽ giảm. Khi đó, sự tương tác giữa ion và các phân tử nước cũng giảm dẫn đến giảm năng lượng hydrat hóa.
Mối quan hệ giữa Năng lượng mạng và Năng lượng Hydrat hóa là gì?
Năng lượng của sự hòa tan bằng tổng của năng lượng mạng tinh thể và năng lượng hydrat hóa. Đó là bởi vì, để hòa tan một mạng tinh thể trong nước, mạng tinh thể phải trải qua quá trình phân ly và hydrat hóa. Mạng tinh thể cần được cung cấp một lượng năng lượng có thể phân ly mạng tinh thể thành các ion. Điều này bằng với năng lượng mạng tinh thể
Sự khác biệt giữa Năng lượng mạng và Năng lượng Hydrat hóa là gì?
Năng lượng lưới và Năng lượng hydrat hóa |
|
| Năng lượng mạng là thước đo năng lượng chứa trong mạng tinh thể của một hợp chất, bằng với năng lượng sẽ được giải phóng nếu các ion thành phần được đưa lại gần nhau từ vô cùng. | Hydrat hóa (hoặc entanpi của hydrat hóa) là lượng năng lượng được giải phóng khi một mol ion trải qua quá trình hydrat hóa. |
| Năng lượng | |
| Năng lượng mạng là lượng năng lượng được giải phóng khi một mol mạng tinh thể được hình thành từ các ion phân tách vô hạn. | Năng lượng hydrat hóa là lượng năng lượng được giải phóng khi một mạng tinh thể bị phân tách thành các ion do quá trình hòa tan trong nước. |
| Quy trình | |
| Năng lượng mạng liên quan đến sự hình thành mạng tinh thể. | Năng lượng hydrat hóa liên quan đến sự phá hủy mạng tinh thể. |
Tóm tắt - Năng lượng mạng lưới và Năng lượng hydrat hóa
Năng lượng mạng liên quan đến sự hình thành mạng tinh thể trong khi năng lượng hydrat hóa liên quan đến sự phá hủy mạng tinh thể. Sự khác biệt giữa năng lượng mạng tinh thể và năng lượng hydrat hóa ở chỗ năng lượng mạng tinh thể là lượng năng lượng được giải phóng khi một mol mạng tinh thể được hình thành từ các ion phân tách vô hạn trong khi năng lượng hydrat hóa là lượng năng lượng được giải phóng khi một mạng tinh thể bị phân tách thành các ion do sự hòa tan trong nước..
