Unterschied zwischen Gitter- und Hydratationsenergie

Schlüsseldifferenz - Gitter Energie gegen Hydratationsenergie
 

Gitter- 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 aufgelöst wird. Sowohl die Bildung als auch die Hydratisierung eines Gitters setzen Energie frei, da beide Prozesse die Bildung einer chemischen Bindung (oder chemischen Wechselwirkung) beinhalten. Das Hauptunterschied zwischen Gitternergie und Hydratationsenergie ist das Gitterenergie ist die Energiemenge, 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.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist die Gitterenergie?
3. Was ist Hydratationsenergie?
4. Beziehung zwischen Gitter- und Hydratationsenergie
5. Side-by-Side-Vergleich - Gitterenergie vs. Hydrationsenergie in Tabellenform
6. Zusammenfassung

Was ist die Gitterenergie??

Gitterenergie ist ein Maß für die Energie, die im Kristallgitter einer Verbindung enthalten ist. Diese Energie entspricht der Energie, die freigesetzt würde, wenn die Komponentenionen 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 abgeleitet.

Abbildung 01: Gitterenergie

Der Wert der Gitterenergie ist immer ein negativer Wert. Dies liegt daran, dass die Bildung eines Gitters die Bildung chemischer Bindungen beinhaltet. Die Bildung chemischer Bindungen sind exotherme chemische Reaktionen, die Energie freisetzen. Der theoretische Wert für die Gittenenergie wird wie folgt bestimmt.

Δ_GU = Δ_GH - p.ΔV_m

In welcher Δ_GU ist die molare Gitternergie, Δ_GMolare Gitterenthalpie und ΔV_m ist die Änderung des Volumens 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 Hydratationsenergie??

Hydratationsenergie (oder Hydratationsenthalpie) ist die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn ein Mol Ionen Hydratation durchläuft. Die Hydratisierung ist eine besondere Art der Auflösung von Ionen in Wasser. Ionen können entweder positiv oder negativ geladene chemische Spezies sein. Wenn eine feste ionische Verbindung in Wasser gelöst wird, entfernen sich die äußersten Ionen dieses Feststoffs vom Feststoff und werden in Wasser gelöst. Dort werden die freigesetzten Ionen mit benachbarten Wassermolekülen bedeckt.

Die Hydratisierung einer ionischen Verbindung schließt intramolekulare Wechselwirkungen ein. Dies sind Ion-Dipol-Wechselwirkungen. Hydratisierungsenthalpie oder Hydratationsenergie ist die Energie, die freigesetzt wird, wenn Ionen in Wasser aufgelöst werden. Die Hydratation ist daher eine exotherme Reaktion. Dies liegt daran, dass die Auflösung von Ionen Wechselwirkungen zwischen Ionen und Wassermolekülen erzeugt. Die Bildung von Wechselwirkungen setzt Energie frei, da die Hydratation die Ionen in einer wässrigen Lösung stabilisiert.

Abbildung 02: Hydratisierung von Na + und Cl- Ionen

Hydratationsenergie wird als H bezeichnet_hyd. Wenn die Hydratationsenergien verschiedener Ionen berücksichtigt werden, nimmt der Wert der Hydratationsenergie mit der Zunahme der Ionengröße ab. Das liegt daran, dass, wenn die Ionengröße erhöht wird, die Elektronendichte des Ions abnimmt. Dann wird auch die Wechselwirkung zwischen den Ionen- und Wassermolekülen verringert, was zu einer verringerten Hydratationsenergie führt.

Was ist die Beziehung zwischen Gitterenergie und Hydratationsenergie??

• Die Auflösungsenergie entspricht der Summe der Gitternetz- und Hydratationsenergie. Das liegt daran, dass das Gitter eine Dissoziation und Hydratation durchlaufen muss, um ein Gitter in Wasser aufzulösen. Das Gitter sollte mit einer Energie versorgt werden, die das Gitter in Ionen zerlegen kann. Dies ist gleich der Gitternergie.

Was ist der Unterschied zwischen Gitter- und Hydratationsenergie??

Gitter-Energie vs. Hydratation-Energie
Gitterenergie ist ein Maß für die Energie, die in dem Kristallgitter einer Verbindung enthalten ist, gleich der Energie, die freigesetzt würde, wenn die Komponentenionen aus dem Unendlichen zusammengebracht würden.	Hydratation (oder Hydratationsenthalpie) ist die Menge an Energie, die freigesetzt wird, wenn ein Mol Ionen Hydratation durchläuft.
Energie
Gitterenergie ist die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn ein Mol des Gitters aus unendlich getrennten Ionen gebildet wird.	Hydratationsenergie ist die Energiemenge, die freigesetzt wird, wenn ein Gitter durch Solvatation in Wasser in Ionen getrennt wird.
Verarbeiten
Gitterenergie bezieht sich auf die Bildung eines Gitters.	Hydratationsenergie bezieht sich auf die Zerstörung eines Gitters.

Zusammenfassung - Gitter Energie gegen Hydratationsenergie

Gitterenergie bezieht sich auf die Bildung eines Gitters, während Hydratationsenergie auf die Zerstörung eines Gitters bezogen ist. Der Unterschied zwischen Gitternergie und Hydratationsenergie besteht darin, dass Gitternergie 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.

Referenz:

1. „Gitter-Energie“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28. Februar 2018. Hier verfügbar  
2. „Gitter-Energie: Der Born-Haber-Zyklus“. Chemie LibreTexts, Libretexts, 15. Februar 2017. Hier verfügbar    
3. "Enthalpie der Hydratation". Hydratation. Hier verfügbar    

Bildhöflichkeit:

1.'Gitter-Enthalpie-NaCl-3D-ionisch 'Von Benjah-bmm27 - Eigene Arbeit, (Public Domain) via Commons Wikimedia
2.'OSC Microbio 00 AA Hydration'By CNX OpenStax  (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia