Wovon hängt es ab ,dass die Hydrationsenergie größer sein kann als die Gitterenergie?
Wenn die Hydrationsenergie größer ist als die Gitterenergie, löst sich ja das Salzgitter. So habe ich das jedenfalls im Unterricht verstanden. Aber wie kann das sein? Die Hydrationsenergie ist doch die Energie die ERST frei wird wenn das Gitter zerstört wird ! Wovon hängt die Größe der beiden Energien ab ?
1 Antwort
Wir haben hier ein thermodynamisches System, d. h. die Teilchen in Wasser und Kristall haben nicht alle dieselbe Energie, sondern manche haben weniger, manche mehr, und sehr wenige - aber immer noch ein paar - haben sehr viel Energie, insbesondere genug Energie, um ein Teilchen aus dem Kristall herauszuholen. Ob es wieder eingebaut wird oder nicht, hängt dann einerseits davon ab, ob die Energie dann wieder woandershin abgegeben wird, andererseits, ob das Teilchen schnell genug aus dem Bereich des Kristalls entfernt wird, sodass es im großen, weiten Meer (und das ist ja schon ein staubkorngroßes Wassertröpfchen für Atome und Moleküle) verloren geht und nicht wieder in den Kristall eingebaut wird.
Deshalb - weil Salzionen verloren gehen können - sind z. B. Kältemischungen möglich, wo ein Salz in Eiswasser gelöst wird und die Temperatur sinkt statt steigt (weil für die Kältemischungs-Salze die Hydratisierungsenergie kleiner ist als die Kristallisationsenergie).
Die Kristallisationsenergie hängt vom Aufbau des Kristalls und vom Aufbau der Teilchen im Kristall ab. Bei Paraffinwachsen hat man z. B. nur Van-der-Waals-Kräfte, bei Atombindungsgittern wie dem Diamant hat man dieselben Kräfte wie in Molekülen, bei Salzen elektrostatische Anziehung und Abstoßung. (Bei Salzen überwiegt die Anziehung etwas über die Abstoßung, weil sich entgegengesetzt geladene Ionen abwechseln.)
Die Hydratationsenergie hängt davon ab, wie nahe die elektrischen Dipole - die die Wassermoleküle sind - an geladene Stellen von Molekülen bzw. an ein Ion herankommen. (Genauer: An die Ladungszentren - deshalb haben kleine Ionen eine höhere Hydratationsenergie als große; auf dieser hohen Hydratisierungsenergie sehr kleiner Ionen beruhen z. B. die Lithium-Akkus.)
In beiden Fällen können noch andere Effekte hinzukommen, ich hab nur die wichtigsten genannt.
Ergänzung: wenn Hydratationsenergie> Gitterenergie, dann löst sich das Salz exotherm z.B. NaOH, umgekehrt (endotherm d.h Hydratationsenergie< Gitterenergie) ist für die gebräuchlichsten Salze (z.B. KNO3) häufiger. OB es sich löst (in nennenswerten Mengen) hängt zudem von der Entropieänderung ab. Insgesamt lösich ist es, wenn die FREIE Enthalpie negativ ist, also Entropiezunahme und/oder Enthalpieabnahme