Proponha ciclos de Born-Harber para as reações de formação dos seguintes compostos:
f)
f)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente propor um ciclo de Born-Haber para a reação de formação de cloreto de cálcio, que é
. Isso está ligado à matéria de Termoquímica, especificamente sobre a formação de compostos iônicos. Para resolver isso, vamos precisar conhecer algumas grandezas como entalpia de sublimação do cálcio, energia de dissociação do Cl₂, energia de ionização do cálcio, afinidade eletrônica do cloro e a energia de rede do CaCl₂.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é o ciclo de Born-Haber. É uma maneira de calcular a entalpia de formação de um composto iônico usando várias etapas termodinâmicas. Para o CaCl₂, precisamos considerar todas as etapas que transformam os elementos em seus íons e, finalmente, no composto iônico.
Passo 3
A primeira etapa é a entalpia de sublimação do cálcio (ΔH_sub). Isso é a energia necessária para transformar o cálcio sólido em gás:
Passo 4
A segunda etapa é a energia de dissociação do cloro (ΔH_diss). Como temos
, precisamos quebrar a molécula diatômica para obter átomos de cloro:
Passo 5
A terceira etapa é a energia de ionização do cálcio (ΔH_ie). É a energia necessária para remover dois elétrons do cálcio gasoso para formar
:
Passo 6
A quarta etapa é a afinidade eletrônica do cloro (ΔH_ae). É a energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo de cloro gasoso. Como precisamos de dois íons
, multiplicamos por dois:
Passo 7
A quinta e última etapa é a energia de rede do CaCl₂ (ΔH_r). É a energia liberada quando os íons
e
se combinam para formar o sólido iônico:
Passo 8
Agora, vamos montar o ciclo de Born-Haber juntando todas essas etapas. A soma de todas as entalpias nas etapas de formação deve ser igual à entalpia de formação do CaCl₂ (ΔH_f). A equação fica assim:
Resposta
Propondo o ciclo de Born-Haber para a formação de
, temos:
-
Sublimação do cálcio:
-
Dissociação do cloro:
-
Ionização do cálcio:
-
Afixação dos elétrons pelos átomos de cloro:
-
Formação da rede iônica do CaCl₂:
E a entalpia de formação é: