Para a sublimação do potássio
. Para a dissociação do gás flúor (
)
. A primeira energia de ionização do potássio gasoso é
, e a afinidade eletrônica
do flúor é
. Quando o par iônico é formado a partir dos íons
e
a energia do par iônico é de
. a) calcule
de formação de fluoreto de potássio sólido a partir de potássio sólido e gás flúor.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a variação de entalpia ($ \Delta H
\mathrm{KF}
\mathrm{K}
\mathrm{F}_2 $). Para isso, vamos precisar usar o conceito de Ciclo de Born-Haber, que nos ajuda a calcular a entalpia de formação de compostos iônicos considerando várias etapas envolvidas no processo.
Passo 2
Primeiro, vamos listar todas as etapas envolvidas na formação do $ \mathrm{KF} $:
- Sublimação do potássio sólido ($ \mathrm{K} $): Passa do estado sólido para gasoso.
- Dissociação do gás flúor ($ \mathrm{F}_2 $): Quebra da molécula $ \mathrm{F}_2 $ em átomos de flúor individuais.
- Ionização do potássio gasoso ($ \mathrm{K} $): Remoção de um elétron para formar $ \mathrm{K}^+ $.
- Afilidade eletrônica do flúor ($ \mathrm{F} $): Ganho de um elétron por cada átomo de flúor para formar $ \mathrm{F}^- $.
- Formação do par iônico ($ \mathrm{K}^+ $ e $ \mathrm{F}^- $): Combinação dos íons para formar o composto $ \mathrm{KF} $.
Vamos calcular a energia envolvida em cada etapa.
Passo 3
1. Sublimação do potássio sólido ($ \mathrm{K} $):
A energia necessária para sublimar 1 mol de potássio é $ \Delta H_{sublimação} = 89,2 , \mathrm{kJ/mol} $.
A energia necessária para sublimar 1 mol de potássio é $ \Delta H_{sublimação} = 89,2 , \mathrm{kJ/mol} $.
Passo 4
2. Dissociação do gás flúor ($ \mathrm{F}_2 $):
O gás flúor diatômico precisa se dissociar em átomos individuais. Como a dissociação de $ \mathrm{F}_2 $ é $ 158 , \mathrm{kJ/mol} $ para 1 mol de $ \mathrm{F}_2 $, mas na formação de $ \mathrm{KF} $ usamos meio mol de $ \mathrm{F}_2 $ para 1 mol de $ \mathrm{F} $:
O gás flúor diatômico precisa se dissociar em átomos individuais. Como a dissociação de $ \mathrm{F}_2 $ é $ 158 , \mathrm{kJ/mol} $ para 1 mol de $ \mathrm{F}_2 $, mas na formação de $ \mathrm{KF} $ usamos meio mol de $ \mathrm{F}_2 $ para 1 mol de $ \mathrm{F} $:
Passo 5
3. Ionização do potássio gasoso ($ \mathrm{K} $):
A energia de ionização do potássio é a energia necessária para remover um elétron de 1 mol de $ \mathrm{K}(g) $:
A energia de ionização do potássio é a energia necessária para remover um elétron de 1 mol de $ \mathrm{K}(g) $:
Passo 6
4. Afinidade eletrônica do flúor ($ \mathrm{F} $):
A afinidade eletrônica do flúor é a energia liberada quando um elétron é adicionado a 1 mol de átomos de flúor:
A afinidade eletrônica do flúor é a energia liberada quando um elétron é adicionado a 1 mol de átomos de flúor:
Passo 7
5. Formação do par iônico ($ \mathrm{K}^+ $ e $ \mathrm{F}^- $):
A energia do par iônico, também conhecida como energia de rede ou energia de formação do composto, é a energia liberada quando os íons $ \mathrm{K}^+ $ e $ \mathrm{F}^- $ se combinam para formar $ \mathrm{KF} $:
A energia do par iônico, também conhecida como energia de rede ou energia de formação do composto, é a energia liberada quando os íons $ \mathrm{K}^+ $ e $ \mathrm{F}^- $ se combinam para formar $ \mathrm{KF} $:
Passo 8
Agora, vamos somar todas essas etapas para encontrar a variação de entalpia total ($ \Delta H_{formação} $) da formação do $ \mathrm{KF} $:
Substituindo os valores:
Passo 9
Vamos calcular passo a passo:
Resposta
A variação de entalpia de formação do fluoreto de potássio sólido ($ \Delta H_{formação} $) é de -218,8 kJ/mol.