Hauptunterschied – Gitterenergie vs. Hydratationsenergie
Gitterenergie und Hydratationsenergie sind zwei verwandte Begriffe in der Thermodynamik. Gitterenergie ist die Energiemenge, die bei der Bildung eines Gitters freigesetzt wird. Hydratationsenergie ist die Energie, die freigesetzt wird, wenn das Gitter in Wasser gelöst wird. Sowohl die Bildung als auch die Hydratation eines Gitters setzen Energie frei, da beide Prozesse die Bildung chemischer Bindungen (oder chemischer Wechselwirkungen) umfassen. Der Hauptunterschied zwischen Gitterenergie und Hydratationsenergie besteht darin, dass Gitterenergie die Energiemenge ist, die freigesetzt wird, wenn ein Mol des Gitters aus unendlich getrennten Ionen gebildet wird, während Hydratationsenergie die Energiemenge ist, die freigesetzt wird, wenn ein Gitter durch Solvatation in Ionen getrennt wird Wasser.
Was ist Gitterenergie?
Gitterenergie ist ein Maß für die im Kristallgitter einer Verbindung enth altene Energie, die gleich der Energie ist, die freigesetzt würde, wenn die Ionen der Komponenten aus dem Unendlichen zusammengebracht würden. Mit anderen Worten, Gitterenergie ist die Energie, die zur Bildung eines Kristalls aus vollständig getrennten Ionen benötigt wird. Es ist sehr schwierig, die Gitterenergie experimentell zu messen. Daher wird es theoretisch hergeleitet.
Abbildung 01: Gitterenergie
Der Wert der Gitterenergie ist immer ein negativer Wert. Das liegt daran, dass die Gitterbildung die Bildung chemischer Bindungen beinh altet. Die Bildung chemischer Bindungen ist eine exotherme chemische Reaktion, die Energie freisetzt. Der theoretische Wert für die Gitterenergie wird wie folgt ermittelt.
ΔGU=ΔGH – p. ΔVm
Dabei ist ΔGU die molare Gitterenergie, ΔGH die molare Gitterenthalpie und ΔVmist die Volumenänderung pro Mol. P ist der Außendruck. Daher kann die Gitterenergie auch als die Arbeit definiert werden, die gegen den äußeren Druck verrichtet werden muss, p.
Was ist Hydrationsenergie?
Hydrationsenergie (oder Hydratationsenthalpie) ist die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn ein Mol Ionen hydratisiert wird. Hydratation ist eine spezielle Art der Auflösung von Ionen in Wasser. Ionen können entweder positiv geladene oder negativ geladene chemische Spezies sein. Wenn eine feste ionische Verbindung in Wasser gelöst wird, bewegen sich die äußersten Ionen dieses Feststoffs von dem Feststoff weg und werden in Wasser gelöst. Dort werden die freigesetzten Ionen mit benachbarten Wassermolekülen bedeckt.
Die Hydratation einer ionischen Verbindung beinh altet intramolekulare Wechselwirkungen. Dies sind Ionen-Dipol-Wechselwirkungen. Die Hydratationsenthalpie oder die Hydratationsenergie ist die Energie, die freigesetzt wird, wenn Ionen in Wasser gelöst werden. Die Hydratation ist somit eine exotherme Reaktion. Das liegt daran, dass die Auflösung von Ionen Wechselwirkungen zwischen Ionen und Wassermolekülen erzeugt. Die Bildung von Wechselwirkungen setzt Energie frei, weil die Hydratation die Ionen in einer wässrigen Lösung stabilisiert.
Abbildung 02: Hydratation von Na+- und Cl--Ionen
Hydratationsenergie wird als Hhyd bezeichnet Wenn die Hydratationsenergien verschiedener Ionen berücksichtigt werden, nimmt der Wert der Hydratationsenergie mit zunehmender Ionengröße ab. Das liegt daran, dass, wenn die Ionengröße erhöht wird, die Elektronendichte des Ions abnimmt. Dann wird auch die Wechselwirkung zwischen dem Ion und den Wassermolekülen verringert, was zu einer verringerten Hydratationsenergie führt.
Was ist die Beziehung zwischen Gitterenergie und Hydratationsenergie?
Die Auflösungsenergie ist gleich der Summe aus Gitterenergie und Hydratationsenergie. Denn um ein Gitter in Wasser aufzulösen, sollte das Gitter einer Dissoziation und Hydratation unterzogen werden. Das Gitter sollte mit einer Energiemenge versorgt werden, die das Gitter in Ionen dissoziieren kann. Dies ist gleich der Gitterenergie
Was ist der Unterschied zwischen Gitterenergie und Hydratationsenergie?
Gitterenergie vs. Hydrationsenergie |
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| Gitterenergie ist ein Maß für die Energie, die im Kristallgitter einer Verbindung enth alten ist, und entspricht der Energie, die freigesetzt würde, wenn die Ionen der Komponenten aus dem Unendlichen zusammengebracht würden. | Hydratation (oder Hydratationsenthalpie) ist die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn ein Mol Ionen hydratisiert wird. |
| Energie | |
| Gitterenergie ist die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn ein Mol des Gitters aus unendlich getrennten Ionen gebildet wird. | Hydrationsenergie ist die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn ein Gitter durch Solvatation in Wasser in Ionen getrennt wird. |
| Prozess | |
| Gitterenergie bezieht sich auf die Bildung eines Gitters. | Hydratationsenergie bezieht sich auf die Zerstörung eines Gitters. |
Zusammenfassung – Gitterenergie vs. Hydratationsenergie
Gitterenergie bezieht sich auf die Bildung eines Gitters, während sich Hydratationsenergie auf die Zerstörung eines Gitters bezieht. Der Unterschied zwischen Gitterenergie und Hydratationsenergie besteht darin, dass Gitterenergie die Energiemenge ist, die freigesetzt wird, wenn ein Mol des Gitters aus unendlich getrennten Ionen gebildet wird, während Hydratationsenergie die Energiemenge ist, die freigesetzt wird, wenn ein Gitter durch Solvatation in Wasser in Ionen getrennt wird.
