Diferencia entre la energía de separación y la energía de celosía

Diferencia Clave - Solvation Energy vs Energía reticular
 

La energía de disolución es el cambio en la energía de Gibbs de un solvente cuando un soluto se disuelve en ese solvente. La energía de red es la cantidad de energía liberada durante la formación de una red a partir de iones o la cantidad de energía requerida para descomponer una red. los diferencia clave entre la energía de solvatación y la energía de red es que La energía de solvatación produce el cambio de entalpía cuando se disuelve un soluto en un solvente, mientras que la energía de red produce el cambio de entalpía cuando se forma (o se descompone) una red..

CONTENIDO

1. Resumen y diferencia clave
2. ¿Qué es la energía de separación?
3. ¿Qué es la energía de celosía?
4. Comparación lado a lado - Energía de separación frente a energía de red en forma tabular
5. Resumen

¿Qué es la energía de separación??

La energía de disolución es el cambio en la energía de Gibbs cuando un ión o molécula se transfiere de un vacío (o la fase gaseosa) a un solvente. La disolución es la interacción entre un solvente y las moléculas o iones de un soluto. El soluto es el compuesto que se va a disolver en el solvente. Algunos solutos están compuestos de moléculas mientras que otros contienen iones..

La interacción entre el disolvente y las partículas de soluto determina muchas de las propiedades de un soluto. Ejemplo: solubilidad, reactividad, color, etc. Durante el proceso de solvatación, las partículas de soluto están rodeadas por moléculas solventes que forman complejos de solvatación. Cuando el solvente involucrado en esta solvatación es agua, el proceso se llama hidratación..

Diferentes tipos de enlaces químicos e interacciones se forman durante el proceso de solvatación; enlaces de hidrógeno, interacciones ion-dipolo y fuerzas de Van der Waal. Las propiedades complementarias del solvente y el soluto determinan la solubilidad de un soluto en un solvente. Por ejemplo, la polaridad es un factor importante que determina la solubilidad de un soluto en un solvente. Los solutos polares se disuelven bien en disolventes polares. Los solutos no polares se disuelven bien en solventes no polares. Pero la solubilidad de los solutos polares en solventes no polares (y viceversa) es pobre.

Figura 01: Eliminación de un catión de sodio en agua

Cuando se trata de la termodinámica, la solvatación es posible (espontánea) solo si la energía de Gibbs de la solución final es menor que las energías individuales de Gibbs de solvente y soluto. Por lo tanto, la energía libre de Gibbs debe ser un valor negativo (la energía libre de Gibbs del sistema debe disminuirse después de la formación de la solución). La solvatación incluye diferentes pasos con diferentes energías..

1. Formación de una cavidad de solvente para hacer espacio para los solutos. Esto es termodinámicamente desfavorable porque cuando las interacciones entre la molécula de disolvente disminuyen y la entropía disminuye..
2. La separación de la partícula de soluto del volumen también es termodinámicamente desfavorable. Esto se debe a que las interacciones soluto-soluto disminuyen..
3. Las interacciones solvente-soluto tienen lugar cuando el soluto entra en la cavidad del solvente es termodinámicamente favorable..

La energía de disolución también se conoce como la entalpía de la solvatación. Es útil explicar la disolución de algunas redes en solventes mientras que otras redes no lo hacen. El cambio de entalpía de la solución es la diferencia entre las energías de liberar un soluto del volumen y combinar el soluto con el solvente. Si un ion tiene un valor negativo para el cambio de entalpía de la solución, indica que es más probable que el ion se disuelva en ese solvente. Un valor positivo alto indica que es menos probable que el ion se disuelva.

¿Qué es la energía de celosía??

La energía de red es una medida de la energía contenida en la red cristalina de un compuesto, igual a la energía que se liberaría si los iones componentes se reunieran desde el infinito. La energía de la red de un compuesto también se puede definir como la cantidad de energía requerida para descomponer un sólido iónico en sus átomos en la fase gaseosa..

 Los sólidos iónicos son compuestos muy estables debido a las entalpías de formación de moléculas iónicas junto con la estabilidad debida a la energía de la red de la estructura sólida. Pero la energía de la red no se puede medir experimentalmente. Por lo tanto, un Ciclo de Born-Haber Se utiliza para determinar la energía reticular de los sólidos iónicos. Hay varios términos que deben entenderse antes de dibujar un ciclo de Born-Haber.

1. Energía de ionización: la cantidad de energía necesaria para eliminar un electrón de un átomo neutro en el gas.
2. Afinidad de electrones: la cantidad de energía que se libera cuando un electrón se agrega a un átomo neutro en el gas.
3. Energía de disociación: la cantidad de energía necesaria para dividir un compuesto en átomos o iones..
4. Energía de sublimación: la cantidad de energía requerida para convertir un sólido en su vapor.
5. El calor de la formación: el cambio en la energía cuando un compuesto se forma a partir de sus elementos..
6. Ley de Hess: una ley que establece que el cambio general en la energía de un proceso determinado se puede determinar dividiendo el proceso en diferentes pasos..

Figura 02: El ciclo de Born-Haber para la formación de fluoruro de litio (LiF)

El ciclo de Born-Haber se puede dar por la siguiente ecuación.

Calor de formación = calor de atomización + Energía de disociación + suma de energías de ionización + suma de afinidades de electrones + energía de red

Luego, la energía de la red de un compuesto se puede obtener reorganizando esta ecuación de la siguiente manera.

Energía de red = calor de formación - calor de atomización + energía de disociación + suma de energías de ionización + suma de afinidades de electrones

¿Cuál es la diferencia entre la energía de eliminación y la energía de celosía??

Solvation Energy vs Lattice Energy
La energía de separación es el cambio en la energía de Gibbs cuando un ión o molécula se transfiere de un vacío (o la fase gaseosa) a un solvente.	La energía de celosía es una medida de la energía contenida en la red cristalina de un compuesto, igual a la energía que se liberaría si los iones componentes se reunieran desde el infinito.
Principio
La energía de disolución proporciona el cambio de entalpía cuando se disuelve un soluto en un disolvente..	La energía de la red produce el cambio de entalpía cuando se forma (o se descompone) una red..

Resumen - Energía de separación vs Energía reticular

La energía de solvatación es el cambio de entalpía de un sistema durante la solvatación de un soluto en un solvente. La energía de celosía es la cantidad de energía liberada durante la formación de una celosía o la cantidad de energía requerida para descomponer una celosía. La diferencia entre la energía de solvatación y la energía de red es que la energía de solvatación produce el cambio de entalpía cuando se disuelve un soluto en un disolvente, mientras que la energía de red produce el cambio de entalpía cuando se forma (o se descompone) una red..

Referencia:

1. "Energía de celosía". Chem.purdue.edu. Disponible aquí 
2. Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. “Energía de disolución”. Libro de Oro de la IUPAC: energía de solvatación. Disponible aquí 
3. “Solvation”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 5 de marzo de 2018.. Disponible aquí

Imagen de cortesía:

1.'Na + H2O'By Taxman (Dominio público) a través de Commons Wikimedia  
2.'Born-haber ciclo de LiF'By Jkwchui - Trabajo propio, (CC BY-SA 3.0) vía Commons Wikimedia