Perbezaan Utama – Tenaga Pelarutan lwn Tenaga Kekisi
Tenaga pelarutan ialah perubahan dalam tenaga Gibbs pelarut apabila zat terlarut dilarutkan dalam pelarut tersebut. Tenaga kekisi ialah sama ada jumlah tenaga yang dibebaskan semasa pembentukan kekisi daripada ion atau jumlah tenaga yang diperlukan untuk memecahkan kekisi. Perbezaan utama antara tenaga pelarutan dan tenaga kekisi ialah tenaga pelarutan memberikan perubahan entalpi apabila melarutkan zat terlarut dalam pelarut manakala tenaga kekisi memberikan perubahan entalpi apabila pembentukan (atau pemecahan) kekisi.
Apakah itu Tenaga Penyelesaian?
Tenaga pelarutan ialah perubahan dalam tenaga Gibbs apabila ion atau molekul dipindahkan daripada vakum (atau fasa gas) kepada pelarut. Pelarutan ialah interaksi antara pelarut dan molekul atau ion zat terlarut. Zat terlarut ialah sebatian yang akan dilarutkan dalam pelarut. Sesetengah zat terlarut terdiri daripada molekul manakala sesetengahnya mengandungi ion.
Interaksi antara zarah pelarut dan zat terlarut menentukan banyak sifat zat terlarut. Cth: keterlarutan, kereaktifan, warna, dsb. Semasa proses pelarutan, zarah terlarut dikelilingi oleh molekul pelarut yang membentuk kompleks pelarutan. Apabila pelarut yang terlibat dalam pelarut ini ialah air, proses itu dipanggil penghidratan.
Jenis ikatan dan interaksi kimia yang berbeza terbentuk semasa proses pelarutan; ikatan hidrogen, interaksi ion-dipol dan daya Van der Waal. Sifat pelengkap pelarut dan zat terlarut menentukan keterlarutan zat terlarut dalam pelarut. Sebagai contoh, kekutuban adalah faktor utama yang menentukan keterlarutan zat terlarut dalam pelarut. Larutan polar larut dengan baik dalam pelarut polar. Pelarut nonpolar larut dengan baik dalam pelarut nonpolar. Tetapi keterlarutan bahan larut polar dalam pelarut nonpolar (dan sebaliknya) adalah lemah.
Rajah 01: Pelarutan Kation Natrium dalam Air
Mengenai termodinamik, pelarutan adalah mungkin (spontan) hanya jika tenaga Gibbs bagi larutan akhir adalah lebih rendah daripada tenaga Gibbs individu bagi pelarut dan zat terlarut. Oleh itu, tenaga bebas Gibbs haruslah nilai negatif (tenaga bebas Gibbs sistem harus dikurangkan selepas pembentukan larutan). Penyelesaian termasuk langkah yang berbeza dengan tenaga yang berbeza.
- Pembentukan rongga pelarut untuk memberi ruang kepada bahan terlarut. Ini secara termodinamik tidak menguntungkan kerana apabila interaksi antara molekul pelarut berkurangan, dan entropi berkurangan.
- Pemisahan zarah terlarut daripada pukal juga secara termodinamik tidak menguntungkan. Ini kerana interaksi bahan terlarut-larutan berkurangan.
- Interaksi pelarut-pelarut berlaku apabila zat terlarut memasuki rongga pelarut secara termodinamik menguntungkan.
Tenaga pelarutan juga dikenali sebagai entalpi pelarutan. Ia berguna untuk menerangkan pembubaran beberapa kekisi dalam pelarut manakala beberapa kekisi tidak. Perubahan entalpi larutan ialah perbezaan antara tenaga melepaskan zat terlarut daripada pukal dan menggabungkan zat terlarut dengan pelarut. Jika ion mempunyai nilai negatif untuk perubahan entalpi larutan, ia menunjukkan bahawa ion lebih cenderung untuk larut dalam pelarut tersebut. Nilai positif yang tinggi menunjukkan bahawa ion kurang berkemungkinan larut.
Apakah itu Tenaga Kekisi?
Tenaga kekisi ialah ukuran tenaga yang terkandung dalam kekisi kristal sebatian, sama dengan tenaga yang akan dibebaskan jika ion komponen disatukan dari infiniti. Tenaga kekisi sebatian juga boleh ditakrifkan sebagai jumlah tenaga yang diperlukan untuk memecahkan pepejal ionik kepada atomnya dalam fasa gas.
Pepejal ionik ialah sebatian yang sangat stabil disebabkan oleh entalpi pembentukan molekul ionik bersama-sama dengan kestabilan akibat tenaga kekisi struktur pepejal. Tetapi tenaga kekisi tidak boleh diukur secara eksperimen. Oleh itu, kitaran Born-Haber digunakan untuk menentukan tenaga kekisi pepejal ionik. Terdapat beberapa istilah yang perlu difahami sebelum melukis kitaran Born-Haber.
- Tenaga pengionan – Jumlah tenaga yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron daripada atom neutral dalam gas
- Afiniti elektron – Jumlah tenaga yang dibebaskan apabila elektron ditambahkan pada atom neutral dalam gas
- Tenaga pemisahan – Jumlah tenaga yang diperlukan untuk memecahkan sebatian kepada atom atau ion.
- Tenaga pemejalwapan – Jumlah tenaga yang diperlukan untuk menukar pepejal kepada wapnya
- Haba pembentukan – Perubahan tenaga apabila sebatian terbentuk daripada unsur-unsurnya.
- Undang-undang Hess – Undang-undang yang menyatakan bahawa perubahan keseluruhan tenaga proses tertentu boleh ditentukan dengan memecahkan proses kepada langkah-langkah yang berbeza.
Rajah 02: Kitaran Born-Haber untuk pembentukan litium fluorida (LiF)
Kitaran Born-Haber boleh diberikan melalui persamaan berikut.
Haba pembentukan=haba pengatoman + Tenaga disosiasi + jumlah tenaga pengionan + jumlah pertalian elektron + tenaga kekisi
Kemudian tenaga kekisi sebatian boleh diperolehi dengan menyusun semula persamaan ini seperti berikut.
Tenaga kekisi=haba pembentukan – {haba pengabusan + Tenaga disosiasi + jumlah tenaga pengionan + jumlah pertalian elektron}
Apakah Perbezaan Antara Tenaga Pelarutan dan Tenaga Kekisi?
Tenaga Penyelesaian lwn Tenaga Kekisi |
|
| Tenaga pelarutan ialah perubahan dalam tenaga Gibbs apabila ion atau molekul dipindahkan daripada vakum (atau fasa gas) kepada pelarut. | Tenaga kekisi ialah ukuran tenaga yang terkandung dalam kekisi kristal sebatian, sama dengan tenaga yang akan dibebaskan jika ion komponen disatukan dari infiniti. |
| Prinsip | |
| Tenaga pelarutan memberikan perubahan entalpi apabila melarutkan zat terlarut dalam pelarut. | Tenaga kekisi memberikan perubahan entalpi apabila pembentukan (atau pecahan) kekisi. |
Ringkasan – Tenaga Penyelesaian lwn Tenaga Kekisi
Tenaga pelarutan ialah perubahan entalpi sistem semasa pelarutan zat terlarut dalam pelarut. Tenaga kekisi ialah jumlah tenaga yang dibebaskan semasa pembentukan kekisi atau jumlah tenaga yang diperlukan untuk memecahkan kekisi. Perbezaan antara tenaga pelarutan dan tenaga kekisi ialah tenaga pelarutan memberikan perubahan entalpi apabila melarutkan zat terlarut dalam pelarut manakala tenaga kekisi memberikan perubahan entalpi apabila pembentukan (atau pemecahan) kekisi.
