Dallimi kryesor – Energjia e zgjidhjes kundrejt energjisë së rrjetës
Energjia e tretësirës është ndryshimi në energjinë Gibbs të një tretësi kur një lëndë e tretur tretet në atë tretës. Energjia e rrjetës është ose sasia e energjisë e lëshuar gjatë formimit të një rrjete nga jonet ose sasia e energjisë së nevojshme për të prishur një rrjetë. Dallimi kryesor midis energjisë së tretësirës dhe energjisë së rrjetës është se energjia e tretësirës jep ndryshimin e entalpisë kur shpërndahet një substancë e tretur në një tretës, ndërsa energjia e rrjetës jep ndryshimin e entalpisë kur formohet (ose prishet) një rrjetë.
Çfarë është Energjia e Zgjidhjes?
Energjia e tretësirës është ndryshimi në energjinë e Gibbs-it kur një jon ose molekulë transferohet nga një vakum (ose faza e gazit) në një tretës. Tretësira është ndërveprimi ndërmjet një tretësi dhe molekulave ose joneve të një lënde të tretur. Lënda e tretur është përbërja që do të tretet në tretës. Disa substanca të tretura përbëhen nga molekula ndërsa disa përmbajnë jone.
Ndërveprimi ndërmjet grimcave të tretësit dhe tretësirës përcaktojnë shumë nga vetitë e një lënde të tretur. P.sh.: tretshmëria, reaktiviteti, ngjyra, etj. Gjatë procesit të tretjes, grimcat e lëndës së tretur rrethohen nga molekula tretës duke formuar komplekse tretësish. Kur tretësi i përfshirë në këtë tretësirë është uji, procesi quhet hidratim.
Lloje të ndryshme lidhjesh dhe ndërveprimesh kimike formohen gjatë procesit të tretjes; lidhjet e hidrogjenit, ndërveprimet jon-dipol dhe forcat Van der Waal. Vetitë plotësuese të tretësit dhe lëndës së tretur përcaktojnë tretshmërinë e një lënde të tretur në një tretës. Për shembull, polariteti është një faktor kryesor që përcakton tretshmërinë e një lënde të tretur në një tretës. Tretësirat polare treten mirë në tretës polare. Tretësirat jopolare treten mirë në tretës jopolarë. Por tretshmëria e lëndëve të tretshme polare në tretës jopolarë (dhe anasjelltas) është e dobët.
Figura 01: Zgjidhja e një kationi të natriumit në ujë
Kur bëhet fjalë për termodinamikën, tretja është e mundur (spontane) vetëm nëse energjia Gibbs e tretësirës përfundimtare është më e ulët se energjitë individuale të Gibbs-it të tretësit dhe të tretësirës. Prandaj, energjia e lirë e Gibbsit duhet të jetë një vlerë negative (energjia e lirë e Gibbsit e sistemit duhet të zvogëlohet pas formimit të tretësirës). Zgjidhja përfshin hapa të ndryshëm me energji të ndryshme.
- Formimi i një zgavër të tretësit për të krijuar hapësirë për substancat e tretura. Kjo është termodinamikisht e pafavorshme sepse kur ndërveprimet ndërmjet molekulës së tretësit zvogëlohen dhe entropia zvogëlohet.
- Ndarja e grimcës së tretësirës nga pjesa më e madhe është gjithashtu termodinamikisht e pafavorshme. Kjo është për shkak se ndërveprimet tretësirë-tretësirë janë zvogëluar.
- Ndërveprimet tretës-tretësirë ndodhin kur substanca e tretur hyn në zgavrën e tretësit është termodinamikisht e favorshme.
Energjia e zgjidhjes njihet gjithashtu si entalpia e solvacionit. Është e dobishme të shpjegohet shpërbërja e disa grilave në tretës ndërsa disa grila jo. Ndryshimi i entalpisë së tretësirës është ndryshimi midis energjive të çlirimit të një lënde të tretur nga pjesa më e madhe dhe kombinimit të lëndës së tretur me tretësin. Nëse një jon ka një vlerë negative për ndryshimin e entalpisë së tretësirës, kjo tregon se joni ka më shumë gjasa të shpërndahet në atë tretës. Një vlerë e lartë pozitive tregon se joni ka më pak gjasa të shpërndahet.
Çfarë është Energjia Grilë?
Energjia e rrjetës është një masë e energjisë që përmbahet në rrjetën kristalore të një përbërjeje, e barabartë me energjinë që do të çlirohej nëse jonet përbërës do të mblidheshin së bashku nga pafundësia. Energjia e rrjetës së një përbërjeje mund të përkufizohet gjithashtu si sasia e energjisë së nevojshme për të zbërthyer një të ngurtë jonike në atomet e tij në fazën e gaztë.
Substancat jonike janë komponime shumë të qëndrueshme për shkak të entalpive të formimit të molekulave jonike së bashku me stabilitetin për shkak të energjisë së rrjetës së strukturës së ngurtë. Por energjia e rrjetës nuk mund të matet eksperimentalisht. Prandaj, një cikël Born-Haber përdoret për të përcaktuar energjinë e rrjetës së trupave të ngurtë jonikë. Ka disa terma që duhen kuptuar përpara se të vizatoni një cikël Born-Haber.
- Energjia e jonizimit - Sasia e energjisë që kërkohet për të hequr një elektron nga një atom neutral në gazin
- Afiniteti i elektronit - Sasia e energjisë që lirohet kur një elektron i shtohet një atomi neutral në gazin
- Energjia e disociimit - Sasia e energjisë që kërkohet për të ndarë një përbërje në atome ose jone.
- Energjia e sublimimit – Sasia e energjisë së nevojshme për të kthyer një trup të ngurtë në avullin e tij
- Nxehtësia e formimit – Ndryshimi i energjisë kur një përbërje formohet nga elementët e tij.
- Ligji i Hesit - Një ligj që thotë se ndryshimi i përgjithshëm në energjinë e një procesi të caktuar mund të përcaktohet duke e ndarë procesin në hapa të ndryshëm.
Figura 02: Cikli Born-Haber për formimin e fluorit të litiumit (LiF)
Cikli Born-Haber mund të jepet nga ekuacioni i mëposhtëm.
Nxehtësia e formimit=nxehtësia e atomizimit + Energjia e disociimit + shuma e energjive të jonizimit + shuma e afiniteteve të elektroneve + energjia e rrjetës
Atëherë energjia e rrjetës së një përbërjeje mund të merret duke rirregulluar këtë ekuacion si më poshtë.
Energjia e rrjetës=nxehtësia e formimit - {nxehtësia e atomizimit + Energjia e disociimit + shuma e energjive të jonizimit + shuma e afiniteteve të elektroneve}
Cili është ndryshimi midis energjisë së zgjidhjes dhe energjisë së rrjetës?
Energjia e zgjidhjes vs Energjia e rrjetës |
|
| Energjia e tretësirës është ndryshimi në energjinë Gibbs kur një jon ose molekulë transferohet nga një vakum (ose faza e gazit) në një tretës. | Energjia e rrjetës është një masë e energjisë që përmbahet në rrjetën kristalore të një përbërjeje, e barabartë me energjinë që do të çlirohej nëse jonet përbërës do të mblidheshin së bashku nga pafundësia. |
| Parimi | |
| Energjia e tretësirës jep ndryshimin e entalpisë kur shpërndahet një lëndë e tretur në një tretës. | Energjia e rrjetës jep ndryshimin e entalpisë kur formohet (ose prishet) një rrjetë. |
Përmbledhje – Energjia e Zgjidhjes kundër Energjisë së Rrjetit
Energjia e tretësirës është ndryshimi i entalpisë së një sistemi gjatë tretjes së një lënde të tretur në një tretës. Energjia e rrjetës është sasia e energjisë së lëshuar gjatë formimit të një grilë ose sasia e energjisë së nevojshme për të prishur një rrjetë. Dallimi midis energjisë së tretësirës dhe energjisë së rrjetës është se energjia e tretësirës jep ndryshimin e entalpisë kur shpërndahet një lëndë e tretur në një tretës, ndërsa energjia e rrjetës jep ndryshimin e entalpisë kur formohet (ose zbërthehet) një rrjetë.
