ძირითადი განსხვავება - გადაჭრის ენერგია გისოსების ენერგიის წინააღმდეგ
გახსნის ენერგია არის გამხსნელის გიბსის ენერგიის ცვლილება, როდესაც გამხსნელი იხსნება ამ გამხსნელში. ბადის ენერგია არის ან ენერგიის რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა იონებისგან გისოსის წარმოქმნის დროს, ან ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა გისოსის დასაშლელად. გადახსნის ენერგიასა და მედის ენერგიას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ხსნარის ენერგია იძლევა ენთალპიის ცვლილებას გამხსნელში გახსნილი ნივთიერების გახსნისას, ხოლო მედის ენერგია იძლევა ენთალპიის ცვლილებას მედის წარმოქმნის (ან დაშლის) დროს.
რა არის გადაწყვეტის ენერგია?
გახსნის ენერგია არის გიბსის ენერგიის ცვლილება, როდესაც იონი ან მოლეკულა ვაკუუმიდან (ან გაზის ფაზაში) გადადის გამხსნელში. ხსნარი არის ურთიერთქმედება გამხსნელსა და ხსნარის მოლეკულებს ან იონებს შორის. გამხსნელი არის ნაერთი, რომელიც იხსნება გამხსნელში. ზოგიერთი ხსნადი შედგება მოლეკულებისგან, ზოგი კი შეიცავს იონებს.
გამხსნელისა და გამხსნელის ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედება განსაზღვრავს გამხსნელის ბევრ თვისებას. მაგ.: ხსნადობა, რეაქტიულობა, ფერი და ა.შ. ხსნარის პროცესის დროს, ხსნარის ნაწილაკები გარშემორტყმულია გამხსნელის მოლეკულებით, რომლებიც ქმნიან ხსნარის კომპლექსებს. როდესაც ამ ხსნარში ჩართული გამხსნელი წყალია, პროცესს ჰიდრატაცია ეწოდება.
სოლვაციის პროცესში წარმოიქმნება სხვადასხვა სახის ქიმიური ბმები და ურთიერთქმედებები; წყალბადის ბმები, იონ-დიპოლური ურთიერთქმედება და ვან დერ ვაალის ძალები. გამხსნელისა და გამხსნელის დამატებითი თვისებები განსაზღვრავს გამხსნელში გამხსნელის ხსნადობას.მაგალითად, პოლარობა არის მთავარი ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს გამხსნელში გამხსნელის ხსნადობას. პოლარული გამხსნელები კარგად იხსნება პოლარულ გამხსნელებში. არაპოლარული გამხსნელები კარგად იხსნება არაპოლარულ გამხსნელებში. მაგრამ პოლარული გამხსნელების ხსნადობა არაპოლარულ გამხსნელებში (და პირიქით) დაბალია.
სურათი 01: ნატრიუმის კატიონის ხსნარი წყალში
როცა საქმე თერმოდინამიკას ეხება, ხსნარი შესაძლებელია (სპონტანური) მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ საბოლოო ხსნარის გიბსის ენერგია უფრო დაბალია, ვიდრე გამხსნელისა და ხსნარის ცალკეული გიბსის ენერგია. ამიტომ, გიბსის თავისუფალი ენერგია უნდა იყოს უარყოფითი მნიშვნელობა (სისტემის გიბსის თავისუფალი ენერგია უნდა შემცირდეს ხსნარის წარმოქმნის შემდეგ). ამოხსნა მოიცავს სხვადასხვა ნაბიჯებს სხვადასხვა ენერგიით.
- გამხსნელის ღრუს ფორმირება გამხსნელი ნივთიერებებისთვის ადგილის შესაქმნელად. ეს თერმოდინამიკურად არახელსაყრელია, რადგან როდესაც გამხსნელის მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედება მცირდება და ენტროპია მცირდება.
- გახსნადი ნივთიერების ნაწილაკების გამოყოფა ნაყარისაგან ასევე თერმოდინამიკურად არახელსაყრელია. ეს იმიტომ ხდება, რომ ხსნად-ხსნარს ურთიერთქმედება მცირდება.
- გამხსნელი-გახსნადი ურთიერთქმედება ხდება მაშინ, როდესაც გამხსნელი შედის გამხსნელის ღრუში, თერმოდინამიკურად ხელსაყრელია.
გახსნის ენერგია ასევე ცნობილია როგორც ხსნარის ენთალპია. სასარგებლოა ზოგიერთი გისოსების გამხსნელებში დაშლის ახსნა, ზოგი კი არა. ხსნარის ენთალპიის ცვლილება არის განსხვავება ხსნარის ნაყარიდან გამოთავისუფლების ენერგიასა და გამხსნელთან გამხსნელთან შეერთების ენერგიას შორის. თუ იონს აქვს უარყოფითი მნიშვნელობა ხსნარის ენთალპიის ცვლილებისთვის, ეს მიუთითებს იმაზე, რომ იონი უფრო მეტად დაიშლება ამ გამხსნელში.მაღალი დადებითი მნიშვნელობა მიუთითებს იმაზე, რომ იონი ნაკლებად დაიშლება.
რა არის ლატის ენერგია?
მესრის ენერგია არის ნაერთის კრისტალურ გისოსში შემავალი ენერგიის საზომი, რომელიც უდრის იმ ენერგიას, რომელიც გამოიყოფა, თუ შემადგენელი იონები უსასრულობიდან შეიკრიბებიან. ნაერთის გისოსის ენერგია ასევე შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა იონური მყარის ატომებად დაშლისთვის აირისებრ ფაზაში.
იონური მყარი ნაერთები ძალიან სტაბილური ნაერთებია იონური მოლეკულების წარმოქმნის ენთალპიების გამო, მყარი სტრუქტურის ბადის ენერგიის გამო სტაბილურობასთან ერთად. მაგრამ გისოსების ენერგიის ექსპერიმენტულად გაზომვა შეუძლებელია. ამიტომ, Born-Haber-ის ციკლი გამოიყენება იონური მყარი ნივთიერებების ბადის ენერგიის დასადგენად. Born-Haber ციკლის დახაზვამდე საჭიროა რამდენიმე ტერმინის გაგება.
- იონიზაციის ენერგია - ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა ნეიტრალური ატომიდან ელექტრონის ამოსაღებად აირისებრში
- ელექტრონის აფინურობა - ენერგიის რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა, როდესაც ელექტრონი ემატება ნეიტრალურ ატომს აირისებრში
- დისოციაციის ენერგია - ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა ნაერთის ატომებად ან იონებად დაყოფისთვის.
- სუბლიმაციის ენერგია - ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა მყარი ნივთიერების ორთქლად გადაქცევისთვის
- წარმოქმნის სითბო - ენერგიის ცვლილება, როდესაც ნაერთი წარმოიქმნება მისი ელემენტებიდან.
- ჰესის კანონი - კანონი, რომელიც ამბობს, რომ გარკვეული პროცესის ენერგიის საერთო ცვლილება შეიძლება განისაზღვროს პროცესის სხვადასხვა საფეხურებად დაყოფით.
სურათი 02: Born-Haber ციკლი ლითიუმის ფტორიდის (LiF) ფორმირებისთვის
ბორნ-ჰაბერის ციკლი შეიძლება მიღებულ იქნას შემდეგი განტოლებით.
წარმოქმნის სითბო=ატომიზაციის სითბო + დისოციაციის ენერგია + იონიზაციის ენერგიების ჯამი + ელექტრონების აფინურთა ჯამი + გისოსების ენერგია
მაშინ ნაერთის ბადის ენერგია შეიძლება მივიღოთ ამ განტოლების შემდეგნაირად გადაწყობით.
ლატის ენერგია=წარმოქმნის სითბო – {ატომიზაციის სითბო + დისოციაციის ენერგია + იონიზაციის ენერგიების ჯამი + ელექტრონების აფინურთა ჯამი}
რა განსხვავებაა ამოხსნის ენერგიასა და ბადის ენერგიას შორის?
გახსნის ენერგია გისოსების ენერგიის წინააღმდეგ |
|
| გახსნის ენერგია არის გიბსის ენერგიის ცვლილება, როდესაც იონი ან მოლეკულა ვაკუუმიდან (ან აირის ფაზადან) გადადის გამხსნელში. | მესრის ენერგია არის ნაერთის კრისტალურ გისოსში შემავალი ენერგიის საზომი, რომელიც უდრის იმ ენერგიას, რომელიც გამოიყოფა კომპონენტის იონების უსასრულობიდან შეკრების შემთხვევაში. |
| პრინციპი | |
| გახსნის ენერგია იძლევა ენთალპიის ცვლილებას გამხსნელში გახსნილი ნივთიერების გახსნისას. | მესრის ენერგია იძლევა ენთალპიის ცვლილებას მედის წარმოქმნის (ან დაშლის) დროს. |
შეჯამება – ამოხსნის ენერგია გისოსების ენერგიის წინააღმდეგ
გახსნის ენერგია არის სისტემის ენთალპიის ცვლილება გამხსნელში გამხსნელში გახსნის დროს. გისოსების ენერგია არის გისოსის წარმოქმნის დროს გამოთავისუფლებული ენერგიის რაოდენობა ან გისოსის დასაშლელად საჭირო ენერგიის რაოდენობა. ხსნარის ენერგიასა და მედის ენერგიას შორის განსხვავება ისაა, რომ ხსნარის ენერგია იძლევა ენთალპიის ცვლილებას გამხსნელში გახსნილი ნივთიერების გახსნისას, ხოლო მედის ენერგია იძლევა ენთალპიის ცვლილებას მედის წარმოქმნის (ან დაშლის) დროს.
