Tofauti Muhimu – Solvation Energy vs Lattice Energy
Nishati ya myeyusho ni badiliko la nishati ya Gibbs ya kiyeyushi wakati kiyeyushi kikiyeyushwa katika kiyeyushi hicho. Nishati ya kimiani ni ama kiasi cha nishati iliyotolewa wakati wa uundaji wa kimiani kutoka kwa ayoni au kiasi cha nishati kinachohitajika kuvunja kimiani. Tofauti kuu kati ya nishati ya kutengenezea na nishati ya kimiani ni kwamba nishati ya myeyusho hutoa mabadiliko ya enthalpy wakati wa kuyeyusha kiyeyushi kwenye kiyeyusho ilhali nishati ya kimiani hutoa mabadiliko ya enthalpy wakati wa kuunda (au kuvunjika) kwa kimiani.
Nishati ya Solvation ni nini?
Nishati ya myeyusho ni badiliko la nishati ya Gibbs wakati ayoni au molekuli inapohamishwa kutoka kwenye utupu (au awamu ya gesi) hadi kwenye kutengenezea. Ufumbuzi ni mwingiliano kati ya kutengenezea na molekuli au ioni za soluti. Kimumunyisho ni kiwanja kinachoenda kuyeyushwa katika kutengenezea. Baadhi ya vimumunyisho vinaundwa na molekuli ilhali vingine vina ayoni.
Muingiliano kati ya viyeyusho na chembe za kuyeyusha huamua sifa nyingi za kiyeyushi. Kwa mfano: umumunyifu, utendakazi tena, rangi, n.k. Wakati wa mchakato wa kutengenezea, chembe za soluti huzungukwa na molekuli za kutengenezea na kutengeneza chale za kutengenezea. Wakati kiyeyusho kinachohusika katika kuyeyusha huku ni maji, mchakato huo huitwa uhaidhidishaji.
Aina tofauti za vifungo vya kemikali na mwingiliano huundwa wakati wa mchakato wa utatuzi; vifungo vya hidrojeni, mwingiliano wa ion-dipole na vikosi vya Van der Waal. Sifa za ziada za kutengenezea na kutengenezea huamua umumunyifu wa kimumunyisho katika kutengenezea. Kwa mfano, polarity ni sababu kuu ambayo huamua umumunyifu wa solute katika kutengenezea. Vimumunyisho vya polar huyeyuka vizuri katika vimumunyisho vya polar. Vimumunyisho visivyo na polar huyeyuka vizuri katika vimumunyisho vya nonpolar. Lakini umumunyifu wa miyeyusho ya polar katika vimumunyisho visivyo na ncha (na kinyume chake) ni duni.
Kielelezo 01: Kuyeyushwa kwa Mkondo wa Sodiamu kwenye Maji
Inapokuja suala la thermodynamics, utatuzi unawezekana (papo hapo) ikiwa tu nishati ya Gibbs ya myeyusho wa mwisho ni ya chini kuliko nishati ya Gibbs ya kiyeyushi na kiyeyusho. Kwa hiyo, nishati ya bure ya Gibbs inapaswa kuwa thamani hasi (nishati ya bure ya Gibbs ya mfumo inapaswa kupunguzwa baada ya kuundwa kwa suluhisho). Utatuzi unajumuisha hatua tofauti zenye nguvu tofauti.
- Uundaji wa tundu la kuyeyushia ili kutengeneza nafasi ya vimumunyisho. Hii haipendezi kwa hali ya joto kwa sababu wakati mwingiliano kati ya molekuli ya kutengenezea unapopungua, na entropy imepungua.
- Kutenganishwa kwa chembe ya solute kutoka kwa wingi pia hakupendezi kimaadili. Hiyo ni kwa sababu mwingiliano wa solute-solute umepungua.
- Miingiliano ya kiyeyushi-kiyeyushi hufanyika wakati kiyeyushi kinapoingia kwenye patiti ya kiyeyushi kinaweza kufaa thermodynamically.
Nishati ya utatuzi pia inajulikana kama enthalpy of solvation. Ni muhimu kuelezea kufutwa kwa lati katika vimumunyisho wakati lati zingine hazifanyi hivyo. Mabadiliko ya enthalpy ya suluhisho ni tofauti kati ya nishati ya kutoa solute kutoka kwa wingi na kuchanganya solute na kutengenezea. Ikiwa ioni ina thamani hasi kwa mabadiliko ya enthalpy ya suluhisho, inaonyesha kuwa ioni ina uwezekano mkubwa wa kuyeyuka katika kutengenezea huko. Thamani ya juu chanya inaonyesha kuwa ayoni ina uwezekano mdogo wa kuyeyuka.
Lattice Energy ni nini?
Nishati ya kimiani ni kipimo cha nishati iliyo ndani ya kimiani ya fuwele ya mchanganyiko, sawa na nishati ambayo ingetolewa ikiwa ioni za kijenzi zingekusanywa pamoja kutoka kwa ukomo. Nishati ya kimiani ya kiwanja pia inaweza kufafanuliwa kuwa kiasi cha nishati kinachohitajika kuvunja kingo ya ioni katika atomi zake katika awamu ya gesi.
Mango ya Ionic ni misombo thabiti sana kutokana na enthalpies ya uundaji wa molekuli za ioni pamoja na uthabiti kutokana na nishati ya kimiani ya muundo thabiti. Lakini nishati ya kimiani haiwezi kupimwa kwa majaribio. Kwa hivyo, mzunguko wa Born-Haber hutumiwa kuamua nishati ya kimiani ya mango ya ionic. Kuna maneno kadhaa yanayohitaji kueleweka kabla ya kuchora mzunguko wa Born-Haber.
- Nishati ya ionization - Kiasi cha nishati kinachohitajika ili kuondoa elektroni kutoka kwa atomi ya upande wowote kwenye gesi
- Mshikamano wa elektroni – Kiasi cha nishati kinachotolewa elektroni inapoongezwa kwenye atomi ya upande wowote kwenye gesi
- Nishati ya kutenganisha - Kiasi cha nishati kinachohitajika ili kutenganisha kiwanja kuwa atomi au ayoni.
- Nishati ya usablimishaji - Kiasi cha nishati kinachohitajika kubadilisha kigumu kuwa mvuke wake
- Joto la uundaji – Mabadiliko ya nishati wakati kiambatanisho kinapoundwa kutoka kwa vipengele vyake.
- Sheria ya Hess - Sheria inayosema kwamba mabadiliko ya jumla katika nishati ya mchakato fulani yanaweza kubainishwa kwa kuvunja mchakato katika hatua tofauti.
Kielelezo 02: Mzunguko wa Born-Haber kwa ajili ya uundaji wa floridi ya lithiamu (LiF)
Mzunguko wa Born-Haber unaweza kutolewa kwa mlinganyo ufuatao.
Joto la uundaji=joto la atomization + Nishati ya kutenganisha + jumla ya nishati ya ionization + jumla ya uhusiano wa elektroni + nishati ya kimiani
Kisha nishati ya kimiani ya kiwanja inaweza kupatikana kwa kupanga upya mlinganyo huu kama ifuatavyo.
Nishati ya kimiani=joto la uundaji – {joto la atomization + Nishati ya kutenganisha + jumla ya nishati ya uionization + jumla ya miunganisho ya elektroni}
Kuna tofauti gani kati ya Nishati ya Kutengenezea na Nishati ya Miti?
Solvation Energy vs Lattice Energy |
|
| Nishati ya myeyusho ni badiliko la nishati ya Gibbs wakati ayoni au molekuli inapohamishwa kutoka kwenye utupu (au awamu ya gesi) hadi kwenye kutengenezea. | Nishati ya kimiani ni kipimo cha nishati iliyo katika kimiani ya fuwele ya kampaundi, sawa na nishati ambayo ingetolewa ikiwa ioni za kijenzi zingekusanywa pamoja kutoka kwa ukomo. |
| Kanuni | |
| Nishati ya myeyusho hutoa mabadiliko ya enthalpy wakati wa kuyeyusha kiyeyushi kwenye kiyeyushi. | Nishati ya kimiani hutoa mabadiliko ya enthalpy wakati wa kuunda (au kuvunjika) kwa kimiani. |
Muhtasari – Solvation Energy vs Lattice Energy
Nishati ya myeyusho ni badiliko la enthalpy ya mfumo wakati wa kutengenezea kiyeyushi kwenye kiyeyushio. Nishati ya kimiani ni kiasi cha nishati iliyotolewa wakati wa kuunda kimiani au kiasi cha nishati kinachohitajika kuvunja kimiani. Tofauti kati ya nishati ya kutengenezea na nishati ya kimiani ni kwamba nishati ya myeyusho hutoa mabadiliko ya enthalpy wakati wa kuyeyusha kiyeyushi kwenye kiyeyusho ilhali nishati ya kimiani hutoa mabadiliko ya enthalpy wakati wa kuunda (au kuvunjika) kwa kimiani.
