הבדל מפתח – אנרגיית סריג לעומת אנרגיית הידרציה
אנרגיית סריג ואנרגיית הידרציה הם שני מונחים קשורים בתרמודינמיקה. אנרגיית סריג היא כמות האנרגיה המשתחררת כאשר סריג נוצר. אנרגיית הידרציה היא האנרגיה המשתחררת כאשר הסריג מומס במים. גם היווצרות וגם הידרציה של סריג משחררות אנרגיה מכיוון ששני התהליכים כרוכים ביצירת קשר כימי (או אינטראקציה כימית). ההבדל העיקרי בין אנרגיית הסריג לאנרגיית הידרציה הוא שאנרגיית הסריג היא כמות האנרגיה המשתחררת כאשר שומה של הסריג נוצרת מיונים המופרדים באופן אינסופי ואילו אנרגיית הידרציה היא כמות האנרגיה המשתחררת כאשר הסריג מופרד ליונים על ידי פתרון ב מים.
מהי אנרגיית סריג?
אנרגיית הסריג היא מדד לאנרגיה הכלולה בסריג הגבישי של תרכובת, ששווה לאנרגיה שהייתה משתחררת אילו היו מקרבים את היונים המרכיבים מאינסוף. במילים אחרות, אנרגיית הסריג היא האנרגיה הנדרשת ביצירת גביש מיונים מופרדים לחלוטין. קשה מאוד למדוד את אנרגיית הסריג בניסוי. לפיכך, הוא נגזר באופן תיאורטי.
איור 01: אנרגיית סריג
הערך של אנרגיית הסריג הוא תמיד ערך שלילי. הסיבה לכך היא שהיווצרות הסריג כרוכה ביצירת קשרים כימיים. היווצרותם של קשרים כימיים היא תגובות כימיות אקסותרמיות, המשחררות אנרגיה.הערך התיאורטי לאנרגיית הסריג נקבע כדלקמן.
ΔGU=ΔGH – p. ΔVm
שבו, ΔGU היא אנרגיית הסריג הטוחני, ΔGH אנטלפיה של הסריג המולארי ו-ΔVmהוא השינוי בנפח לשומה. P הוא הלחץ החיצוני. לכן, ניתן להגדיר אנרגיית סריג גם כעבודה שיש לעשות נגד הלחץ החיצוני, p.
מהי אנרגיית הידרציה?
אנרגיית הידרציה (או אנטלפיה של הידרציה) היא כמות האנרגיה המשתחררת כאשר שומה אחת של יונים עוברת הידרציה. הידרציה היא סוג מיוחד של פירוק יונים במים. יונים יכולים להיות מינים כימיים בעלי מטען חיובי או שלילי. כאשר תרכובת יונית מוצקה מומסת במים, היונים החיצוניים ביותר של אותו מוצק מתרחקים מהמוצק ומומסים במים. שם, היונים המשתחררים מכוסים במולקולות מים שכנות.
הידרציה של תרכובת יונית כוללת אינטראקציות תוך מולקולריות.אלו הן אינטראקציות יון-דיפול. אנתלפיה של הידרציה או אנרגיית הידרציה היא האנרגיה המשתחררת כאשר יונים מומסים במים. ההידרציה היא לפיכך תגובה אקסותרמית. הסיבה לכך היא שהמסה של יונים יוצרת אינטראקציות בין יונים למולקולות מים. היווצרות אינטראקציות משחררת אנרגיה כי ההידרציה מייצבת את היונים בתמיסה מימית.
איור 02: הידרציה של יוני Na+ ו-Cl-
אנרגיית הידרציה מסומנת כ-Hhyd כאשר מתחשבים באנרגיות ההידרציה של יונים שונים, הערך של אנרגיית ההידרציה יורד עם הגדלת הגודל היוני. הסיבה לכך היא שכאשר גודל היוני גדל, צפיפות האלקטרונים של היון יורדת. אז גם האינטראקציה בין מולקולות היון והמים פוחתת וכתוצאה מכך יורדת אנרגיית הידרציה.
מהו הקשר בין אנרגיית סריג לאנרגיית הידרציה?
אנרגיית הפירוק שווה לסכום אנרגיית הסריג ואנרגיית הידרציה. הסיבה לכך היא שכדי להמיס סריג במים, הסריג צריך לעבור דיסוציאציה והידרציה. יש לספק לסריג כמות אנרגיה שיכולה לנתק את הסריג ליונים. זה שווה לאנרגיית הסריג
מה ההבדל בין אנרגיית סריג לאנרגיית הידרציה?
אנרגיית סריג לעומת אנרגיית הידרציה |
|
| אנרגיית הסריג היא מדד לאנרגיה הכלולה בסריג הגבישי של תרכובת, שווה לאנרגיה שהיתה משתחררת אילו היו מקרבים את היונים המרכיבים מאינסוף. | הידרציה (או אנטלפיה של הידרציה) היא כמות האנרגיה המשתחררת כאשר שומה אחת של יונים עוברת הידרציה. |
| אנרגיה | |
| אנרגיית הסריג היא כמות האנרגיה המשתחררת כאשר שומה של הסריג נוצרת מיונים המופרדים באופן אינסופי. | אנרגיית הידרציה היא כמות האנרגיה המשתחררת כאשר סריג מופרד ליונים על ידי התמיסה במים. |
| תהליך | |
| אנרגיית הסריג מתייחסת להיווצרות של סריג. | אנרגיית הידרציה מתייחסת להרס של סריג. |
סיכום – אנרגיית סריג לעומת אנרגיית הידרציה
אנרגיית הסריג מתייחסת להיווצרות של סריג ואילו אנרגיית הידרציה מתייחסת להרס של סריג. ההבדל בין אנרגיית הסריג לאנרגיית הידרציה הוא שאנרגיית הסריג היא כמות האנרגיה המשתחררת כאשר שומה של הסריג נוצרת מיונים המופרדים באופן אינסופי ואילו אנרגיית הידרציה היא כמות האנרגיה המשתחררת כאשר הסריג מופרד ליונים על ידי פתרון במים.
