Solvasyon Enerjisi ile Kafes Enerjisi Arasındaki Fark

Temel Fark - Solvasyon Enerjisi vs Kafes Enerji
 

Çözülme enerjisi, bir çözücü o çözücü içinde çözündüğünde bir çözücünün Gibbs enerjisindeki değişikliktir. Kafes enerjisi ya iyonlardan bir kafes oluşumu sırasında açığa çıkan enerji miktarı ya da bir kafesi parçalamak için gereken enerji miktarıdır. temel fark solvasyon enerjisi ile kafes enerjisi arasında çözücü enerji, bir çözücünün içinde bir çözüneni çözündürürken entalpi değişimini verirken, kafes enerjisi bir kafenin oluşumu (veya bozulması) sırasında entalpi değişikliğini verir..

İÇİNDEKİLER

1. Genel Bakış ve Temel Fark
2. Solvasyon Enerjisi Nedir
3. Kafes Enerji Nedir
4. Yan Yana Karşılaştırma - Tablo Formunda Solvasyon Enerjisi vs Kafes Enerjisi
5. Özeti

Solvasyon Enerjisi Nedir?

Solvasyon enerjisi, bir iyon veya molekül bir vakumdan (veya gaz fazından) bir çözücüye aktarıldığında Gibbs enerjisindeki değişikliktir. Solvasyon, bir solvent ile bir çözünen maddenin molekülleri veya iyonları arasındaki etkileşimdir. Çözücü, çözücü içinde çözülecek olan bileşiktir. Bazı çözünenler moleküllerden oluşur, bazıları ise iyon içerir.

Çözücü ve çözünen tanecikler arasındaki etkileşim, çözünen maddenin birçok özelliğini belirler. Örnek: çözünürlük, reaktivite, renk, vb. Çözme işlemi sırasında, çözünen parçacıklar çözme kompleksleri oluşturan çözücü molekülleri ile çevrilidir. Bu solvasyonda yer alan çözücü su olduğunda, işleme hidrasyon denir.

Solvasyon işlemi sırasında farklı tipte kimyasal bağlar ve etkileşimler oluşur; hidrojen bağları, iyon-dipol etkileşimleri ve Van der Waal kuvvetleri. Çözücünün ve çözünen maddenin tamamlayıcı özellikleri, çözünen maddenin bir çözücü içindeki çözünürlüğünü belirler. Örneğin, polarite bir çözücünün içindeki bir çözünen maddenin çözünürlüğünü belirleyen önemli bir faktördür. Polar çözücüler polar çözücüler içinde iyi çözünür. Polar olmayan çözücüler polar olmayan çözücülerde iyi çözünür. Ancak polar olmayan çözücülerin polar olmayan çözücülerdeki çözünürlüğü (ve tersi) zayıftır.

Resim 01: Sodyum Katyonunun Suda Çözülmesi

Termodinamik söz konusu olduğunda, yalnızca nihai çözeltinin Gibbs enerjisi, çözücünün ve çözünen maddenin ayrı ayrı Gibbs enerjilerinden daha düşük olduğunda çözme (spontan) mümkündür. Bu nedenle, Gibbs serbest enerjisi negatif bir değer olmalıdır (çözeltinin oluşumundan sonra sistemin Gibbs serbest enerjisi azaltılmalıdır). Çözüm, farklı enerjilerle farklı adımlar içerir.

1. Çözünen maddeler için yer açmak üzere bir çözücü boşluğu oluşumu. Bu, termodinamik olarak elverişsizdir çünkü çözücü molekülü arasındaki etkileşimler azaldığında ve entropi azaldığında.
2. Çözünen parçacığın yığından ayrılması da termodinamik olarak elverişsizdir. Çünkü çözünen-çözünen etkileşimleri azalır.
3. Çözücü-çözünen etkileşimleri, çözünen çözücü boşluğuna girdiğinde, termodinamik açıdan elverişli olduğunda gerçekleşir..

Solvasyon enerjisi, solvasyon entalpisi olarak da bilinir. Bazı kafeslerin çözücülerde çözülmesini açıklamak, bazı kafesler ise çözülmemesini açıklamakta fayda vardır. Çözeltinin entalpisinin değişimi, bir çözünmüş maddenin yığından salınması ve çözüneni çözücü ile birleştirme enerjileri arasındaki farktır. Bir iyonun entalpi çözeltisi değişimi için negatif bir değeri varsa, iyonun bu çözücü içinde çözülme olasılığının daha yüksek olduğunu gösterir. Yüksek pozitif değer, iyonun çözünme olasılığının daha düşük olduğunu gösterir.

Kafes Enerjisi Nedir?

Kafes enerjisi, bir bileşiğin kristal kafesinde bulunan, bileşen iyonları sonsuzluktan bir araya getirilirse açığa çıkacak enerjiye eşit bir enerjidir. Bir bileşiğin örgü enerjisi, bir iyonik katı maddenin gaz halindeki atomlarına ayrılması için gereken enerji miktarı olarak da tanımlanabilir..

 İyonik katılar, iyonik moleküllerin oluşum entalpileri ve katı yapının kafes enerjisine bağlı stabilite nedeniyle çok kararlı bileşiklerdir. Ancak kafes enerjisi deneysel olarak ölçülemez. Bu nedenle, Born-Haber döngüsü İyonik katıların örgü enerjisini belirlemek için kullanılır. Born-Haber döngüsü çizmeden önce anlaşılması gereken birkaç terim vardır..

1. İyonlaşma enerjisi - Gaz halindeki nötr bir atomdan bir elektronu çıkarmak için gerekli enerji miktarı
2. Elektron ilgisi - Gaz halindeki nötr bir atoma bir elektron eklendiğinde salınan enerji miktarı
3. Ayrışma enerjisi - Bir bileşiği atomlara veya iyonlara ayırmak için gereken enerji miktarı.
4. Süblimleşme enerjisi - Bir katıyı buharına dönüştürmek için gereken enerji miktarı
5. Oluşum ısısı - Bir bileşik elementlerinden oluştuğunda enerji değişimi.
6. Hess yasası - Belli bir sürecin enerjisindeki genel değişimin, süreci farklı adımlara bölerek belirlenebileceğini belirten bir kanun.

Şekil 02: Lityum florür (LiF) oluşumu için Born-Haber döngüsü

Born-Haber çevrimi aşağıdaki denklemle verilebilir.

Oluşum ısısı = atomizasyon ısısı + Ayrışma enerjisi + iyonizasyon enerjilerinin toplamı + elektron afinitelerinin toplamı + kafes enerjisi

Daha sonra bir bileşiğin örgü enerjisi bu denklemin aşağıdaki gibi yeniden düzenlenmesi ile elde edilebilir.

Kafes enerjisi = oluşum ısısı - atomizasyon ısısı + Ayrışma enerjisi + iyonlaşma enerjilerinin toplamı + elektron afinitelerinin toplamı

Solvasyon Enerjisi ile Kafes Enerjisi Arasındaki Fark Nedir??

Solvasyon Enerjisi ve Kafes Enerjisi
Solvasyon enerjisi, bir iyon veya molekül bir vakumdan (veya gaz fazından) bir çözücüye aktarıldığında Gibbs enerjisindeki değişikliktir.	Kafes enerjisi, bir bileşiğin kristal kafesinde bulunan, bileşen iyonları sonsuzdan bir araya getirilirse açığa çıkacak enerjiye eşit bir enerjidir..
Prensip
Solvasyon enerjisi, bir çözücüyü bir çözücü içinde çözündürürken entalpi değişikliğini verir..	Kafes enerjisi, bir kafesin oluşumu (veya bozulması) sırasında entalpi değişikliğini verir.

özet - Solvasyon Enerjisi vs Kafes Enerji

Çözülme enerjisi, bir çözücünün bir çözücünün çözülmesi sırasında bir sistemin entalpisinin değişimidir. Kafes enerjisi, bir kafes oluşumu sırasında açığa çıkan enerji miktarı veya bir kafesi parçalamak için gereken enerji miktarıdır. Solvasyon enerjisi ve kafes enerjisi arasındaki fark, solvasyon enerjisinin, bir çözücünün içinde bir çözünen maddenin çözündürülmesinde entalpi değişikliğini vermesidir, oysa kafes enerjisinin, bir kafesin oluşumu (veya bozulması) sırasında entalpi değişikliğini vermesidir..

Referans:

1. “Kafes Enerjisi.” chem.purdue.edu. Burada mevcut 
2.Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği. “Solvasyon enerjisi.” IUPAC Gold Book - solvasyon enerjisi. Burada mevcut 
3. “Çözme.” Vikipedi, Wikimedia Vakfı, 5 Mart 2018. Buradan erişebilirsiniz

Görünüm inceliği:

1. Commons Wikimedia üzerinden Tax + (Public Domain)  
2.'Born-haber döngüsü LiF'By Jkwchui - Commons Wikimedia üzerinden kendi çalışması, (CC BY-SA 3.0)