Question

A entalpia de sublimação do cálcio, a 25 ºC, é de 178,2 kJ.mol-1. Quanta energia deve ser fornecida (a temperatura e pressão constantes) a 10,0 g de cálcio sólido para produzir um gás composto de íons Ca^2+ e elétrons?

Answer 1

Dados para o elemento  Ca  (cálcio):

     •   entalpia de sublimação:  $\mathsf{\Delta H=178,\!2~kJ/mol;}$

     •   1ª entalpia de ionização:  $\mathsf{\Delta H=590~kJ/mol;}$

     •   2ª entalpia de ionização:  $\mathsf{\Delta H=1145~kJ/mol;}$

     •   massa molar:  $\mathsf{M=40~g/mol.}$

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Equacionando as etapas envolvidas:

     $\begin{array}{rrcll}\textsf{Sublimacao do Ca:}&\mathsf{Ca(s)}&\longrightarrow&\mathsf{Ca(g)}&\quad\mathsf{\Delta H=178,\!2~kJ}\\\\ \mathsf{1^a}\textsf{ ionizacao:}&\mathsf{Ca(g)}&\longrightarrow&\mathsf{Ca^+(g)+e^-(g)}&\quad\mathsf{\Delta H=590~kJ}\\\\ \mathsf{2^a}\textsf{ ionizacao:}&\mathsf{Ca^+(g)}&\longrightarrow&\mathsf{Ca^{2+}(g)+e^-(g)}&\quad\mathsf{\Delta H=1145~kJ}\end{array}$


Some as equações acima para obter a equação e o valor da variação de entalpia para o processo global:

     $\begin{array}{rcll}\mathsf{Ca(s)}&\longrightarrow&\mathsf{Ca^{2+}(g)+2e^-(g)}&\quad\mathsf{\Delta H=1913,\!2~kJ}\end{array}$


A variação global de entalpia (por mol) é

     $\mathsf{\Delta H=1913,\!2~kJ/mol}$          ✔

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Quantos mols de  Ca  equivalem a  10,0 g  dessa substância?

     1 mol     ——    40 g
         n       ——     10 g

     $\mathsf{\dfrac{1}{n}=\dfrac{40}{10}}\\\\\\ \mathsf{40n=1\cdot 10}\\\\ \mathsf{40n=10}\\\\ \mathsf{n=\dfrac{10}{40}}$

     $\mathsf{n=0,\!25~mol}$          ✔

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A quantidade de energia procurada é

     $\mathsf{q=n\cdot \Delta H}\\\\ \mathsf{q=(0,\!25~mol)\cdot (1913,\!2~kJ/mol)}$

     $\mathsf{q=478,\!3~kJ}\quad\longleftarrow\quad\textsf{resposta.}$


Bons estudos! :-)