Asosiy farq – Yechish energiyasi va panjara energiyasi
Eritish energiyasi - bu erituvchida erigan moddaning Gibbs energiyasining o'zgarishi. Panjara energiyasi - bu ionlardan panjara hosil bo'lganda ajralib chiqadigan energiya yoki panjarani parchalash uchun zarur bo'lgan energiya miqdori. Solvatsiya energiyasi va panjara energiyasi o'rtasidagi asosiy farq shundaki, solvatsiya energiyasi erituvchida erigan moddani eritganda entalpiya o'zgarishini beradi, panjara energiyasi esa panjara hosil bo'lganda (yoki parchalanishida) entalpiya o'zgarishini beradi.
Yollanish energiyasi nima?
Eritish energiyasi - ion yoki molekula vakuumdan (yoki gaz fazasidan) erituvchiga oʻtganda Gibbs energiyasining oʻzgarishi. Yechish - bu erituvchi va erigan moddaning molekulalari yoki ionlari o'rtasidagi o'zaro ta'sir. Erituvchi - bu erituvchida eriydigan birikma. Ba'zi erigan moddalar molekulalardan, ba'zilari esa ionlardan iborat.
Erituvchi va erigan zarrachalar orasidagi o'zaro ta'sir erigan moddaning ko'pgina xususiyatlarini aniqlaydi. Masalan: eruvchanlik, reaktivlik, rang va boshqalar. Eritma jarayonida erigan moddaning zarralari erituvchi molekulalari bilan o'ralgan bo'lib, solvatsiya komplekslarini hosil qiladi. Agar erituvchi suv bo'lsa, bu jarayon hidratsiya deb ataladi.
Solvatsiya jarayonida har xil turdagi kimyoviy bog’lar va o’zaro ta’sirlar hosil bo’ladi; vodorod aloqalari, ion-dipol o'zaro ta'sirlari va Van der Vaal kuchlari. Erituvchi va erigan moddaning bir-birini to'ldiruvchi xossalari erigan moddaning erituvchida eruvchanligini aniqlaydi. Masalan, qutblilik erigan moddaning erituvchida eruvchanligini belgilovchi asosiy omil hisoblanadi. Polar eritmalar qutbli erituvchilarda yaxshi eriydi. Nopolar eritmalar qutbsiz erituvchilarda yaxshi eriydi. Ammo qutbli eritmalarning qutbsiz erituvchilarda eruvchanligi (va aksincha) yomon.
01-rasm: Natriy kationining suvda yechilishi
Termodinamika haqida gap ketganda, yakuniy eritmaning Gibbs energiyasi erituvchi va erigan moddaning individual Gibbs energiyasidan past bo'lgan taqdirdagina yechim (o'z-o'zidan) mumkin bo'ladi. Shuning uchun Gibbsning erkin energiyasi manfiy qiymat bo'lishi kerak (eritma hosil bo'lgandan keyin tizimning Gibbs bo'sh energiyasi kamayishi kerak). Yechim turli energiyaga ega turli bosqichlarni o'z ichiga oladi.
- Erigan moddalar uchun joy ochish uchun erituvchi bo'shlig'ining hosil bo'lishi. Bu termodinamik jihatdan noqulay, chunki erituvchi molekulasi o'rtasidagi o'zaro ta'sir pasayganda va entropiya kamayadi.
- Erigan moddaning zarrachasini massadan ajratish ham termodinamik jihatdan noqulay. Buning sababi, erigan moddaning o'zaro ta'siri kamayadi.
- Erituvchi va erigan moddaning oʻzaro taʼsiri erigan moddaning termodinamik jihatdan qulay boʻlgan erituvchi boʻshligʻiga kirganda sodir boʻladi.
Yechish energiyasi, shuningdek, yechish entalpiyasi sifatida ham tanilgan. Ba'zi panjaralarning erituvchilarda erishini tushuntirish foydali bo'lsa, ba'zi panjaralarning erishi yo'q. Eritma entalpiyasining o'zgarishi erigan moddaning massadan ajralib chiqishi va erigan moddaning erituvchi bilan birlashishi energiyalari o'rtasidagi farqdir. Agar ion eritmaning entalpiyasi o'zgarishi uchun manfiy qiymatga ega bo'lsa, bu ionning shu erituvchida erishi ehtimoli yuqori ekanligini ko'rsatadi. Yuqori ijobiy qiymat ionning erishi ehtimoli kamroq ekanligini ko‘rsatadi.
Qafas energiyasi nima?
Qafas energiyasi - bu birikmaning kristall panjarasidagi energiyaning o'lchovidir, agar komponent ionlari cheksizlikdan birlashtirilsa, ajralib chiqadigan energiyaga teng. Murakkab panjara energiyasini ionli qattiq moddani gazsimon fazada uning atomlariga parchalash uchun zarur bo'lgan energiya miqdori sifatida ham aniqlash mumkin.
Ionli qattiq moddalar ion molekulalarining hosil boʻlish entalpiyalari va qattiq strukturaning panjara energiyasidan kelib chiqqan barqarorligi tufayli juda barqaror birikmalardir. Ammo panjara energiyasini eksperimental tarzda o'lchash mumkin emas. Shuning uchun ionli qattiq jismlarning panjara energiyasini aniqlash uchun Born-Haber siklidan foydalaniladi. Born-Haber siklini chizishdan oldin bir nechta atamalarni tushunish kerak.
- Ionlanish energiyasi - gazsimon neytral atomdan elektronni olib tashlash uchun zarur energiya miqdori
- Elektronga yaqinlik – gaz holidagi neytral atomga elektron qoʻshilganda ajralib chiqadigan energiya miqdori
- Dissotsiatsiya energiyasi – Murakkabni atom yoki ionlarga ajratish uchun zarur energiya miqdori.
- Sublimatsiya energiyasi - Qattiq jismni bug'ga aylantirish uchun zarur bo'lgan energiya miqdori
- Hosil boʻlish issiqligi – uning elementlaridan birikma hosil boʻlganda energiyaning oʻzgarishi.
- Gess qonuni - Muayyan jarayon energiyasining umumiy o'zgarishi jarayonni turli bosqichlarga bo'lish orqali aniqlanishi mumkinligini bildiruvchi qonun.
02-rasm: Litiy ftorid (LiF) hosil boʻlishi uchun Born-Haber sikli
Born-Haber siklini quyidagi tenglama bilan berish mumkin.
Hosillanish issiqligi=atomlanish issiqligi + Dissotsilanish energiyasi + ionlanish energiyalari yig'indisi + elektron yaqinliklari yig'indisi + panjara energiyasi
U holda birikmaning panjara energiyasini bu tenglamani quyidagi tarzda qayta tartiblash orqali olish mumkin.
Qafas energiyasi=hosil boʻlish issiqligi – {atomlanish issiqligi + Dissotsilanish energiyasi + ionlanish energiyalari yigʻindisi + elektron yaqinliklari yigʻindisi}
Echish energiyasi va panjara energiyasi oʻrtasidagi farq nima?
Solvatsiya energiyasi va panjara energiyasi |
|
| Eritish energiyasi - ion yoki molekula vakuumdan (yoki gaz fazasidan) erituvchiga oʻtganda Gibbs energiyasining oʻzgarishi. | Qafas energiyasi - bu birikmaning kristall panjarasidagi energiyaning o'lchovidir, agar komponent ionlari cheksizdan birlashtirilsa, ajralib chiqadigan energiyaga teng. |
| Prinsip | |
| Eritish energiyasi erigan moddani erituvchida eritganda entalpiya oʻzgarishini beradi. | Qafas energiyasi panjara hosil boʻlganda (yoki parchalanishida) entalpiya oʻzgarishini beradi. |
Xulosa – Yechish energiyasi va panjara energiyasi
Eritish energiyasi - erituvchida erigan moddaning eruvchanligi paytida tizim entalpiyasining o'zgarishi. Panjara energiyasi - bu panjara hosil bo'lishida ajralib chiqadigan energiya miqdori yoki panjarani parchalash uchun zarur bo'lgan energiya miqdori. Solvatsiya energiyasi va panjara energiyasi o'rtasidagi farq shundaki, solvatsiya energiyasi erituvchida erigan moddani eritganda entalpiya o'zgarishini beradi, panjara energiyasi esa panjara hosil bo'lganda (yoki parchalanishida) entalpiya o'zgarishini beradi.
