ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

2. Изменение энергии при кристаллизации и растворении

В твердом агрегатном состоянии вещества образуют, как правило, решетку, в которой частицы упорядоченно соединенные между собой. Взаимодействие между ионами обусловлена кулонівськими силами, между молекулами - вандерваальсовими силами.

2.1. Внутренняя энергия кристаллических веществ

Образование кристаллической решетки из составляющих частиц - это экзотермический процесс.

Энергию, которая выделяется при образовании кристаллической решетки из составных частей, называют энергией кристаллической решетки.

Энергию кристаллической решетки вещества непосредственно определить невозможно. Так называемый цикл Борна-Габера однако позволяет определить энергию кристаллической решетки косвенным путем, используя закон Гесса.

Пример. Энергия кристаллической решетки натрия хлорида (поваренная соль) составляет -788 кДж/моль. Таким образом, чтобы расщепить 1 моль поваренной соли на ионы Натрия и ионы Хлора, нужно затратить энергию в 788 кДж.

Это значение энергии можно рассчитать из тепловых эффектов нескольких промежуточных реакций, которые можно осуществить экспериментальным путем:

Суммарная изменение энергии реакции превращения 1 моль твердого натрия ионы Натрия и 1/2 моль газообразного хлора в ионы Хлора рассчитываем из суммы энергий отдельных стадий:

∆H₁ = + 108 + 496 +121 - 348 = 377 кДж/моль.

Эти реакции дают в целом эндотермический эффект.

Однако образование 1 моль твердой поваренной соли с 1 моль твердого натрия и 1/2 моль газообразного хлора проходит как экзотермический процесс с энтальпией реакции ∆H_R = -411 кДж/моль.

Энергия кристаллической Решетки - это та энергия, которая выделяется при образовании 1 моль твердой поваренной соли из газообразных ионов Натрия и Хлора.

Энергию кристаллической Решетки получаем как разность энергии реакции образования 1 моль твердой соли с 1 моль твердого натрия и 1/2 моль газообразного хлора и выше рассчитанной суммы энергий: