Calcular o valor experimental da energia do retículo do cloreto de cálcio, sabendo-se que a energia de sublimação do cálcio vale 121 kJ/mol, a energia de formação do sólido -795 kJ/mol e a energia de dissociação do cloro 242,8 kJ/mol. Energias de ionização do : = 589,5 kJ/mol, = 1145 kJ/mol. Afinidade eletrônica de : A = 348 kJ/mol.
Assumindo que o sal cristaliza com a estrutura tipo (rutílio), cuja constante de Madelung vale A = 2,408, calcular a energia de retículo teórica.
Passo 1
Esse enunciado tá um bagunça!
Pra começar, você precisa saber a fórmula do cloreto de cálcio.
Como cloro está na família 17, ele tende a ganhar um elétron e formar o . Enquanto o cálcio, na família 2, tende a perder dois elétrons e formar o .
Por isso, quando eles se combinam, eles formam o .
Agora vamos ver os dados fornecidos pelo enunciado:
- Energia do retículo cristalino experimental:
- Energia de sublimação do cálcio: kJ/mol
- Energia de formação do sólido: kJ/mol
- Energia de dissociação do cloro: kJ/mol
- 1ª energia de ionização do cálcio: kJ/mol
- 2ª energia de ionização do cálcio: kJ/mol
- Afinidade eletrônica do cloro: kJ/mol
E ele pede, ainda, pra calcular o valor teórico de , sabendo que (constante de Madelung).
Pra isso, a gente precisa de uma informação que não foi dada. O raio iônico do e do :
Pronto, bora calcular.
Passo 2
Pra calcular a energia do retículo cristalino experimental, a gente usa o ciclo de Born-Haber.
O enunciado não pede pra você fazer o esquema, mas a gente faz pra você enxergar melhor o que tá acontecendo.
Olhando aí pra figura, a gente precisa perceber que:
Porque por esses dois “caminhos”, a gente sai do e chega no .
Ah, a gente também precisa ser capaz de enxergar o que cada etapa ali representa. No caso:
(1) Variação de entalpia de formação:
(2) Energia de sublimação do cálcio:
(3) Energia de dissociação da molécula de gás cloro:
(4) 1ª Energia de ionização do cálcio:
(5) 2ª Energia de ionização do cálcio:
(6) 2 vezes a entalpia de ganho de elétrons:
(7) Energia do retículo cristalino experimental do CaCl2:
Bora calcular usando os dados lá de cima!
Passo 3
Pro cálculo do , a gente usa essa fórmula daqui:
E bora relembrar quem é quem aí:
Como cálcio e cloro imitam a configuração eletrônica do argônio ao se tornarem íons:
Joga tudo na fórmula:
Joga tudo na calculadora: