Question

Considere o composto iônico Na2Z(s), obtido a partir do Na(s) e do Z2(g). Usando um ciclo de Born-Haber, calcule a energia de rede, em kJ mol-1.

Dados em kJ mol-1:

Entalpia de sublimação (Na, s)= 89,2;

Entalpia de formação (Na2Z, s)= -409,6;

1ª Energia de ionização (Na, g)= 496;

Entalpia de atomização (Z, g)= 318;

1ª entalpia de afinidade eletrônica (Z, g)= -154,1;

2ª entalpia de afinidade eletrônica (Z, g) = 886.

Atenção! Registre a sua resposta usando algarismos e apenas uma casa decimal.

Answer 1

Resposta:  A energia de rede ou entalpia reticular do composto Na2Z é 113,8 kJ/mol calculada pelo ciclo de Born Haber

Explicação:

Analisando-se a transformação do sódio e do Z em íons gasosos, são obtidos os seguintes valores de variação entálpica:

1)      Para o  Sódio, constituem os processos de sublimação (passagem para o estado gasoso) e ionização (perda de um elétron):

• Na(s) → Na(g) ΔHs = 89,2 KJ

• Na(g) → Na+(g) + 1e   ΔHNa1 = 496 KJ

2)      Para o Z, constituem os processos de dissociação (separação da molécula pela quebra da ligação) e também ionização (mas, com ganho de 2 elétrons):

• ½Z2(g) → Z(g)             ΔHd = ½ ΔH0d = 318/2 = 159 KJ

• Z(g) + 1e- → Z-(g)         ΔHAZ1 = – 154 KJ

• Z-(g) + 1e- → Z-2(g)      ΔHAZ2 = – 886KJ (corrigido o valor pois a afinidade eletrônica é sempre um valor negativo)

3) Após estes passos, a reação entre os íons é expressa por:

• Na+(g) + Z-2(g) → Na2Z(s)  ΔHf = – UNa2Z

4) Utilizando-se da lei de Hess, a soma das variações de entalpia de cada etapa intermediária resulta na variação de entalpia da reação final como se ela ocorresse em uma única via, portanto, a entalpia de formação do Na2Z(s) é igual à soma da entalpia de sublimação e ionização do sódio sólido, da dissociação, 1ª ionização e 2ª ionização (medida pela afinidade eletrônica,  uma vez que recebe dois elétrons) de Z mais a energia reticular associada ao composto. Ou seja:

• ΔHf = ΔHs + ΔHNa1 + ΔHd + ΔHAZ1 + ΔHAZ2  – UNa2Z

• – 409,6 = 89,2 + 496 + 159 – 154 - 886 – UNa2Z

• – 409,6 = -295,8 – UNa2Z

• – UNa2Z = –409,6 + 295,8 = – 113,8 kJ

• UNa2Z = 113,8 kJ/mol