Utilizando-se a lei de Hess e as reações dadas na sequência, calcule a entalpia de rede (a energia reticular) do NaCl :
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a entalpia de rede do NaCl usando a Lei de Hess. Basicamente, a gente quer descobrir a quantidade de energia envolvida na formação do sólido de NaCl a partir dos íons
e
no estado gasoso. Para isso, vamos precisar usar as diferentes reações e suas variações de entalpia (
) que o enunciado forneceu.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a entalpia de rede. Ela representa a energia liberada quando os íons formam o sólido iônico a partir de seus estados gasosos. A Lei de Hess diz que a entalpia total de uma reação é a soma das entalpias das etapas individuais. Então, vamos montar as etapas que nos levam da formação do NaCl sólido à separação dos íons gasosos.
Passo 3
As reações dadas são:
-
Aqui, estamos sublimando o sódio sólido para o estado gasoso. Isso requer energia, então a entalpia é positiva.
-
Essa é a energia de ionização do sódio, ou seja, a energia necessária para remover um elétron e formar o cátion
. -
Aqui, estamos dissociando o gás cloro em dois átomos de cloro. Isso também absorve energia.
-
Essa é a afinidade eletrônica do cloro, ou seja, a energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo de cloro para formar o ânion
. -
Essa é a formação do NaCl sólido a partir dos seus elementos em estado padrão.
Passo 4
Agora, vamos montar a equação da Lei de Hess para encontrar a entalpia de rede (
) da reação:
Para isso, precisamos expressar essa reação em termos das reações fornecidas. Vamos reorganizar as reações dadas para que elas somem até a reação desejada.
Passo 5
Vamos inverter a reação 5 para obter a formação de
:
Agora, vamos somar as outras reações necessárias para chegar à formação dos íons gasosos:
- Sublimação do sódio:
- Ionização do sódio:
- Dissociação do cloro:
- Afinidade eletrônica do cloro (multiplicamos por
porque temos apenas um átomo de Cl):
Passo 6
Vamos somar todas as variações de entalpia:
De acordo com a Lei de Hess, essa soma é igual à entalpia de rede que estamos procurando:
Resposta
A entalpia de rede (
) do NaCl é +254 kJ/mol.