Негизги айырма – Чечимдик энергия менен Тор энергиясы
Эритүү энергиясы - эриткичте эриген заттын Гиббс энергиясынын өзгөрүүсү. Тордун энергиясы же иондордон торчо пайда болгондо бөлүнүп чыккан энергиянын саны же торду бузуу үчүн зарыл болгон энергиянын көлөмү. Solvation энергиясы менен торчонун энергиясынын ортосундагы негизги айырма, сольвация энергиясы эригичте эриген затты эритүү учурунда энтальпиянын өзгөрүшүн берет, ал эми тор энергиясы тор пайда болгондо (же бузулганда) энтальпиянын өзгөрүшүн берет.
Чечүү энергиясы деген эмне?
Солвация энергиясы – ион же молекула вакуумдан (же газ фазасынан) эриткичке өткөндө Гиббс энергиясынын өзгөрүүсү. Чечимдүүлүк - эриткич менен эриген заттын молекулаларынын же иондорунун өз ара аракеттенүүсү. Эриген зат - эриткичте эриген кошулма. Кээ бир эриген заттар молекулалардан турат, ал эми кээ бирлери иондорду камтыйт.
Эриткич менен эриген заттын бөлүкчөлөрүнүн өз ара аракеттенүүсү эриген заттын көптөгөн касиеттерин аныктайт. Мисалы: эригичтик, реактивдүүлүк, түс ж.б.. Эритүү процессинде эриген заттын бөлүкчөлөрү эриткичтин молекулалары менен курчалып, солватация комплекстерин түзүшөт. Бул эритүүгө катышкан эриткич суу болгондо, процесс гидратация деп аталат.
Солватация процессинде химиялык байланыштардын жана өз ара аракеттенүүнүн ар кандай түрлөрү түзүлөт; суутек байланыштары, ион-диполь өз ара аракеттешүүсү жана Ван-дер-Вааль күчтөрү. Эриткич менен эриген заттын кошумча касиеттери эритүүчү заттын эригичтигин аныктайт. Мисалы, полярдуулук эриткичте эриген заттын эригичтигин аныктоочу негизги фактор болуп саналат. Полярдык эриткичтер полярдык эриткичтерде жакшы эрийт. Полярдуу эмес эриткичтер полярдуу эмес эриткичтерде жакшы эрийт. Бирок полярдык эриткичтердин полярдуу эмес эриткичтерде эригичтиги (жана тескерисинче) начар.
01-сүрөт: Натрий катионунун суудагы эритүүсү
Термодинамикага келгенде, акыркы эритменин Гиббс энергиясы эриткичтин жана эриген заттын жеке Гиббс энергияларынан төмөн болгондо гана чечүү мүмкүн (стихиялуу). Демек, Гиббс бош энергиясы терс мааниге ээ болушу керек (эритме пайда болгондон кийин системанын Гиббс бош энергиясы азайышы керек). Чечим ар кандай энергия менен ар кандай кадамдарды камтыйт.
- Эриткичтин көңдөйүнүн пайда болушу. Бул термодинамикалык жактан жагымсыз, анткени эриткичтин молекуласынын өз ара аракеттешүүсү азайганда, ал эми энтропия төмөндөйт.
- Эриген заттын бөлүкчөсүн массадан бөлүү да термодинамикалык жактан жагымсыз. Себеби эриген зат менен эриген заттын өз ара аракеттенүүсү азаят.
- Эритүүчү менен эриген заттын өз ара аракеттенүүсү эритүүчү көңдөйгө ээриген зат термодинамикалык жактан ыңгайлуу киргенде ишке ашат.
Чечүү энергиясы ошондой эле чечүү энтальпиясы катары белгилүү. Кээ бир торлордун эриткичтерде эришин түшүндүрүү пайдалуу, ал эми кээ бир торлордун эриши жок. Эритменин энтальпиясынын өзгөрүшү - бул эриген затты массадан бөлүп чыгаруу жана эриген затты эритүүчү менен бириктирүү энергияларынын ортосундагы айырма. Эгерде ион эритменин энтальпиясынын өзгөрүшү үчүн терс мааниге ээ болсо, бул иондун ошол эриткичте эрүү ыктымалдуулугу жогору экенин көрсөтөт. Жогорку оң маани иондун эрүү ыктымалдуулугу аз экенин көрсөтүп турат.
Терчек энергиясы деген эмне?
Терчек энергиясы – бул кошулмалардын кристаллдык торчосунда камтылган энергиянын өлчөмү, эгерде курамдык иондор чексиздиктен бириктирилгенде бөлүнүп чыга турган энергияга барабар. Кошулмалардын тордук энергиясын газ фазасында иондук катуу затты атомдоруна ажыратуу үчүн зарыл болгон энергиянын көлөмү катары да аныктаса болот.
Иондук катуу заттар иондук молекулалардын пайда болуу энтальпияларына жана катуу структуранын тордук энергиясынын туруктуулугуна байланыштуу абдан туруктуу бирикмелер. Бирок тордун энергиясын эксперименталдык түрдө өлчөө мүмкүн эмес. Ошондуктан иондук катуу заттардын тордук энергиясын аныктоо үчүн Борн-Хабер цикли колдонулат. Born-Haber циклин тартуудан мурун бир нече терминди түшүнүү керек.
- Иондошуу энергиясы – Газ түрүндөгү нейтралдуу атомдон электронду алып салуу үчүн зарыл болгон энергиянын көлөмү
- Электронго жакындыгы – Газ түрүндөгү нейтралдуу атомго электрон кошулганда бөлүнүп чыга турган энергиянын саны
- Диссоциациялоо энергиясы – Кошулушту атомдорго же иондорго бөлүү үчүн зарыл болгон энергиянын көлөмү.
- Сублимация энергиясы – Катуу затты бууга айландыруу үчүн зарыл болгон энергиянын көлөмү
- Пайдалануу жылуулугу – анын элементтеринен кошулма пайда болгондо энергиянын өзгөрүшү.
- Гесс мыйзамы – Белгилүү бир процесстин энергиясынын жалпы өзгөрүшүн процессти ар кандай баскычтарга бөлүү аркылуу аныктоого болорун айткан мыйзам.
Сүрөт 02: Литий фторидинин (LiF) пайда болушу үчүн Борн-Хабер цикли
Борн-Хабер цикли төмөнкү теңдеме менен берилиши мүмкүн.
Пайдалануу жылуулугу=атомдошуу жылуулугу + диссоциациялоо энергиясы + иондошуу энергияларынын суммасы + электрондордун жакындыктарынын суммасы + тордун энергиясы
Анда кошулмалардын тордук энергиясын бул теңдемени төмөнкүдөй иретке келтирүү менен алууга болот.
Терчек энергиясы=пайда болуу жылуулугу – {атомдошуу жылуулугу + диссоциациялоо энергиясы + иондошуу энергияларынын суммасы + электрондор жакындыктарынын суммасы}
Чечүү энергиясы менен тордук энергиянын ортосунда кандай айырма бар?
Солвация энергиясы менен тор энергиясы |
|
| Солвация энергиясы – ион же молекула вакуумдан (же газ фазасынан) эриткичке өткөндө Гиббс энергиясынын өзгөрүшү. | Терчек энергиясы – кошулмалардын кристаллдык торчосунда камтылган энергиянын өлчөмү, эгерде курамдык иондор чексиздиктен бириккенде бөлүнүп чыга турган энергияга барабар. |
| Принцип | |
| Эритүү энергиясы эриген затты эриткичте эригенде энтальпиянын өзгөрүшүн берет. | Терчек энергиясы торчо пайда болгондо (же бузулганда) энтальпиянын өзгөрүшүн берет. |
Кыскача маалымат – Чечимдик энергия менен Тор энергиясы
Эритүү энергиясы – эриткичте эриген заттын эритүү учурундагы системанын энтальпиясынын өзгөрүшү. Тордун энергиясы - торчо пайда болгондо бөлүнүп чыккан энергиянын саны же торду бузуу үчүн керектелүүчү энергиянын көлөмү. Solvation энергиясы менен торчонун энергиясынын айырмасы мынада: сольвация энергиясы эригичте эриген затты эритүү учурунда энтальпиянын өзгөрүшүн берет, ал эми тор энергиясы тор пайда болгондо (же бузулганда) энтальпиянын өзгөрүшүн берет.
