Différence entre énergie de résolution et énergie de réseau

Différence clé - Energie de résolution contre Énergie réticulaire
 

L'énergie de solvabilité est la modification de l'énergie de Gibbs d'un solvant lorsqu'un soluté est dissous dans ce solvant. L'énergie de réseau est soit la quantité d'énergie libérée lors de la formation d'un réseau à partir d'ions, soit la quantité d'énergie nécessaire pour décomposer un réseau. le différence clé entre l'énergie de solvatation et l'énergie du réseau est que l'énergie de solvatation donne le changement d'enthalpie lors de la dissolution d'un soluté dans un solvant, tandis que l'énergie de réseau donne le changement d'enthalpie lors de la formation (ou de la rupture) d'un réseau.

CONTENU

1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Qu'est-ce que l'énergie de solvabilité?
3. Quelle est l'énergie de réseau
4. Comparaison côte à côte - Énergie de solvabilité et Énergie de réseau sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que l'énergie de solvabilité??

L'énergie de solvabilité est la modification de l'énergie de Gibbs lorsqu'un ion ou une molécule est transféré d'un vide (ou de la phase gazeuse) à un solvant. La solvabilité est l’interaction entre un solvant et les molécules ou les ions d’un soluté. Le soluté est le composé qui va être dissous dans le solvant. Certains solutés sont composés de molécules alors que d'autres contiennent des ions.

L'interaction entre le solvant et les particules de soluté détermine nombre des propriétés d'un soluté. Ex: solubilité, réactivité, couleur, etc. Au cours du processus de solvatation, les particules de soluté sont entourées de molécules de solvant formant des complexes de solvatation. Lorsque le solvant impliqué dans cette solvatation est de l'eau, le processus s'appelle hydratation..

Différents types de liaisons et d’interactions chimiques se forment au cours du processus de solvatation; liaisons hydrogène, interactions ion-dipôle et forces de Van der Waal. Les propriétés complémentaires du solvant et du soluté déterminent la solubilité d'un soluté dans un solvant. Par exemple, la polarité est un facteur majeur qui détermine la solubilité d'un soluté dans un solvant. Les solutés polaires se dissolvent bien dans les solvants polaires. Les solutés non polaires se dissolvent bien dans les solvants non polaires. Mais la solubilité des solutés polaires dans les solvants non polaires (et inversement) est faible..

Figure 01: Solvation d'un cation sodium dans l'eau

En thermodynamique, la solvatation est possible (spontanée) uniquement si l’énergie de Gibbs de la solution finale est inférieure aux énergies individuelles de Gibbs de solvant et de soluté. Par conséquent, l’énergie libre de Gibbs doit être une valeur négative (l’énergie libre de Gibbs du système doit être diminuée après la formation de la solution). La solvatation comprend différentes étapes avec différentes énergies.

1. Formation d'une cavité de solvant pour laisser de la place aux solutés. Ceci est thermodynamiquement défavorable car lorsque les interactions entre la molécule de solvant sont diminuées et que l'entropie est diminuée.
2. La séparation des particules de soluté de la masse est également défavorable du point de vue thermodynamique. C'est parce que les interactions soluté-soluté sont diminuées.
3. Les interactions solvant-soluté ont lieu lorsque le soluté entre dans la cavité du solvant est thermodynamiquement favorable.

L'énergie de solvabilité est également connue sous le nom d'enthalpie de solvatation. Il est utile d’expliquer la dissolution de certains réseaux dans des solvants, contrairement à d’autres. Le changement d'enthalpie de solution est la différence entre les énergies de libération d'un soluté en vrac et la combinaison d'un soluté avec un solvant. Si un ion a une valeur négative pour le changement d'enthalpie de solution, cela indique que l'ion est plus susceptible de se dissoudre dans ce solvant. Une valeur positive élevée indique que l'ion est moins susceptible de se dissoudre.

Quelle est l'énergie de réseau?

L'énergie du réseau est une mesure de l'énergie contenue dans le réseau cristallin d'un composé, égale à l'énergie qui serait libérée si les ions composants étaient réunis à l'infini. L'énergie du réseau d'un composé peut également être définie comme la quantité d'énergie nécessaire pour décomposer un solide ionique en ses atomes dans la phase gazeuse..

 Les solides ioniques sont des composés très stables en raison des enthalpies de formation de molécules ioniques ainsi que de la stabilité due à l'énergie du réseau de la structure solide. Mais l’énergie du réseau ne peut être mesurée expérimentalement. Par conséquent, un Cycle de Born-Haber est utilisé pour déterminer l'énergie de réseau de solides ioniques. Avant de tracer un cycle de Born-Haber, il faut comprendre plusieurs termes..

1. Energie d'ionisation - La quantité d'énergie nécessaire pour éliminer un électron d'un atome neutre dans le gaz
2. Affinité électronique - La quantité d’énergie libérée lorsqu’un électron est ajouté à un atome neutre dans l’air gazeux.
3. Énergie de dissociation - La quantité d’énergie requise pour décomposer un composé en atomes ou en ions..
4. Energie de sublimation: quantité d’énergie nécessaire pour convertir un solide en vapeur.
5. La chaleur de formation - Le changement d'énergie lorsqu'un composé est formé à partir de ses éléments.
6. Loi de Hess - Une loi qui stipule que le changement global d'énergie d'un processus donné peut être déterminé en divisant le processus en différentes étapes..

Figure 02: Cycle de Born-Haber pour la formation de fluorure de lithium (LiF)

Le cycle de Born-Haber peut être donné par l'équation suivante.

Chaleur de formation = Chaleur d'atomisation + Energie de dissociation + Somme des énergies d'ionisation + Somme des affinités des électrons + Energie du réseau

Ensuite, l’énergie du réseau d’un composé peut être obtenue en réorganisant cette équation comme suit.

Energie de réseau = chaleur de formation - chaleur de pulvérisation + énergie de dissociation + somme des énergies d'ionisation + somme des affinités électroniques

Quelle est la différence entre l’énergie de résolution et l’énergie de réseau?

Energie de résolution vs Energie de réseau
L'énergie de solvabilité est la modification de l'énergie de Gibbs lorsqu'un ion ou une molécule est transféré d'un vide (ou de la phase gazeuse) à un solvant..	L'énergie du réseau est une mesure de l'énergie contenue dans le réseau cristallin d'un composé, égale à l'énergie qui serait libérée si les ions composants étaient réunis à l'infini..
Principe
L'énergie de solubilisation donne le changement d'enthalpie lors de la dissolution d'un soluté dans un solvant.	L'énergie du réseau donne le changement d'enthalpie lorsque la formation (ou la rupture) d'un réseau.

Résumé - Energie de Solvation contre Énergie réticulaire

L'énergie de dissolution est le changement d'enthalpie d'un système lors de la solvatation d'un soluté dans un solvant. L'énergie de réseau est la quantité d'énergie libérée lors de la formation d'un réseau ou la quantité d'énergie nécessaire pour décomposer un réseau. La différence entre l’énergie de solvatation et l’énergie de réseau est que l’énergie de solvatation donne le changement d’enthalpie lors de la dissolution d’un soluté dans un solvant, tandis que l’énergie de réseau donne le changement d’enthalpie lors de la formation (ou de la rupture) d’un réseau..

Référence:

1. “Énergie de réseau.” Chem.purdue.edu. Disponible ici 
2. Union internationale de chimie pure et appliquée. «Energie de solvabilité». Livre d'or de l'IUPAC - Energie de solvatation. Disponible ici 
3. «Solvation». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 5 mars 2018. Disponible ici

Courtoisie d'image:

1.'Na + H2O'By Taxman (domaine public) via Wikimedia Commons  
2. Cycle des naissances-haber LiF'By Jkwchui - Travail personnel, (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons