Use o clico de Bohr-Haber para estimar o ΔH°f do KCl(s). Dado: Er = -690 kJ/mol; 1°EI K = 419 kJ/mol; AE Cl = -349 kJ/mol; ΔH°d Cl2 = 239 kJ/mol e ΔH°s K= 64 kJ/mol.
Soluções para a tarefa
Respondido por
6
Vamos fazer passo-a-passo, usando as regras da lei de Hess (depois passo a fórmula simplificada)
Queremos descobrir a entalpia do cloreto de potássio sólido:
Ou seja: queremos saber a entalpia da seguinte reação:
K(s) + 1/2Cl2(g) --> KCl(s)
Nos é fornecido as seguintes energias:
Energia reticular (do KCl):
1. K+(g) + Cl-(g) --> KCl(s) ΔH=-690kJ/mol (Er)
1ª energia de ionização do potássio:
2. K(g) ---> K+(g) + 1e ΔH=419kJ/mol (1°EI)
Afinidade eletrônica do cloro:
3. Cl(g) +1e --> Cl-(g) ΔH= -349kJ/mol (AE)
Atomização do potássio:
4. K(s) ---> K(g) ΔH=64kJ/mol
Atomização do cloro:
5. Cl2(g) ----> 2Cl(g) ΔH=239 kJ/mol
Como base nessas equações com entalpias conhecidas, vamos somá-las de forma que nós obtemos a equação que queremos:
K(s) + 1/2Cl2(g) --> KCl(s)
Queremos K(s) nos reagentes. A equação 4 nos dá isso:
Queremos a 1/2Cl2(g) nos reagentes, a equação 5 tem 1Cl2(g) nos reagentes, dividimos ela por 2:
1/2 Cl2(g) ----> Cl(g) ΔH=239/2=119,5 kJ/mol
Queremos KCl(s) nos produtos. A euqação 1 nos da isso:
Somamos as três:
K(s) ---> K(g) ΔH=64kJ/mol
1/2 Cl2(g) ---> Cl(g) ΔH=119,5 kJ/mol
K+(g) + Cl-(g) ---> KCl(s) ΔH=-690kJ/mol
============================================
K(s) + 1/2Cl2(g) + K+(g) +Cl-(g) --> K(g) + Cl(g) + KCl(s) ΔH=64+119,5-690=-506,5 kJ/mol
Ainda não é a equação que desejamos. Precisamos eliminar Os íons K+(g) e Cl-(g) dos reagentes. Podemos somar essa equação com equaçõe sque contenham esses íons nos produtos.As equações 2 e 3 tem isso, somamos com elas (cortamos elementos iguais em lados opostos da equação):
K(s) + 1/2Cl2(g) + K+(g)+Cl-(g) -> K(g) + Cl(g) + KCl(s) ΔH=-506,5kJ/mol
K(g) -> K+(g) + 1e ΔH=419kJ/mol
Cl(g) +1e -> Cl-(g) ΔH= -349kJ/mol
==================================================
K(s) + 1/2Cl2(g) --> KCl(s) ΔH=-506,5+419-349 = -436,5 kJ/mol
Esta é a entalpia de formação desde sal.
Como foi possui observar, partimos de potássio sólido e gás cloro.
No processo se transformar em KCl(s), tivemos que:
Atomizar o potássio sólido e isso gasta energia. (ΔH°s)
Atomizar a molécula de cloro e isso gasta energia. (ΔH°d)
Transformar o potássio atomizado em cátion, arrancando um elétron dele, e isso gasta energia. (1ªEI)
Transformar o cloro atomizado em ânion, dando a ele um elétron, e isso libera energia. (AE)
Assim teremos uma nuvem gasosa de cátions K+ e ânions Cl-
Então por ultimo temos que sublimar essa nuvem gasosa para transformar em cloreto de potássio sólido KCl(g) e isso libera energia (Er)
Então a energia total do processo é:
ΔH°f= ΔH°s + ΔH°d + 1ªEI - AE - Er
É importante observar que o AE é negativo porque geralmente nas tabelas de afinidade eletrônica, o valor é dado positivo, mas esse energia é sempre liberada e não recebida, então nos cálculos de soma deve se saber que ela é negativa. No caso deste exercício, ela já foi dada negativa, então ignoramos o sinal da equação (deixamos ele positivo, por que o número já está negativo).
O mesmo vale para a energia reticular. Ela é a energia necessária para transformar o sal sólido em uma nuvem de íons e como isso gasta energia ela é positiva. Mas neste processo de entalpia de formação, é feito o contrario, a nuvem de íons vira o sal solido. então em vez de gastar energia, é liberado energia, por isso é negativo na equação. Mas novamente, no enunciado já foi dada ela negativa, então o ignoramos o sinal da equação.
Assim, para este exercício em questão, com os sinais dados, a equação fica:
ΔH°f= ΔH°s + ΔH°d + 1ªEI + AE + Er
Uma ultima observação que deve ser feita é que a atomização da molécula de gás cloro Cl2(g) --> 2Cl(g), libera dois átomos de cloro, mas na reação com o potássio, é necesário apenas 1, então a energia gasta por átomo de cloro é a metade da energia pra atomida uma molécula de Cl2(g).
Assim, podemos calcular pela equação simplificada o mesmo que fizemos no inicio do exercício (pelos regras da Lei de Hess):
ΔH°f= ΔH°s + ΔH°d + 1ªEI + AE + Er
ΔH°s = 64kJ/mol
ΔH°d(para 1cloro) = 239/2=119,5kJ/mol
1ªEI = 419 kJ/mol
AE = -349kJ/mol
Er = -690 kJ/mol
Substituindo na equação:
ΔH°f= 64 + 119,5 + 419 + -349 + -690 = -436,5kJ/mol
Chegando assim no mesmo resultado calculado anteriormente.
Espero ter ajudado =)
Queremos descobrir a entalpia do cloreto de potássio sólido:
Ou seja: queremos saber a entalpia da seguinte reação:
K(s) + 1/2Cl2(g) --> KCl(s)
Nos é fornecido as seguintes energias:
Energia reticular (do KCl):
1. K+(g) + Cl-(g) --> KCl(s) ΔH=-690kJ/mol (Er)
1ª energia de ionização do potássio:
2. K(g) ---> K+(g) + 1e ΔH=419kJ/mol (1°EI)
Afinidade eletrônica do cloro:
3. Cl(g) +1e --> Cl-(g) ΔH= -349kJ/mol (AE)
Atomização do potássio:
4. K(s) ---> K(g) ΔH=64kJ/mol
Atomização do cloro:
5. Cl2(g) ----> 2Cl(g) ΔH=239 kJ/mol
Como base nessas equações com entalpias conhecidas, vamos somá-las de forma que nós obtemos a equação que queremos:
K(s) + 1/2Cl2(g) --> KCl(s)
Queremos K(s) nos reagentes. A equação 4 nos dá isso:
Queremos a 1/2Cl2(g) nos reagentes, a equação 5 tem 1Cl2(g) nos reagentes, dividimos ela por 2:
1/2 Cl2(g) ----> Cl(g) ΔH=239/2=119,5 kJ/mol
Queremos KCl(s) nos produtos. A euqação 1 nos da isso:
Somamos as três:
K(s) ---> K(g) ΔH=64kJ/mol
1/2 Cl2(g) ---> Cl(g) ΔH=119,5 kJ/mol
K+(g) + Cl-(g) ---> KCl(s) ΔH=-690kJ/mol
============================================
K(s) + 1/2Cl2(g) + K+(g) +Cl-(g) --> K(g) + Cl(g) + KCl(s) ΔH=64+119,5-690=-506,5 kJ/mol
Ainda não é a equação que desejamos. Precisamos eliminar Os íons K+(g) e Cl-(g) dos reagentes. Podemos somar essa equação com equaçõe sque contenham esses íons nos produtos.As equações 2 e 3 tem isso, somamos com elas (cortamos elementos iguais em lados opostos da equação):
K(s) + 1/2Cl2(g) + K+(g)+Cl-(g) -> K(g) + Cl(g) + KCl(s) ΔH=-506,5kJ/mol
K(g) -> K+(g) + 1e ΔH=419kJ/mol
Cl(g) +1e -> Cl-(g) ΔH= -349kJ/mol
==================================================
K(s) + 1/2Cl2(g) --> KCl(s) ΔH=-506,5+419-349 = -436,5 kJ/mol
Esta é a entalpia de formação desde sal.
Como foi possui observar, partimos de potássio sólido e gás cloro.
No processo se transformar em KCl(s), tivemos que:
Atomizar o potássio sólido e isso gasta energia. (ΔH°s)
Atomizar a molécula de cloro e isso gasta energia. (ΔH°d)
Transformar o potássio atomizado em cátion, arrancando um elétron dele, e isso gasta energia. (1ªEI)
Transformar o cloro atomizado em ânion, dando a ele um elétron, e isso libera energia. (AE)
Assim teremos uma nuvem gasosa de cátions K+ e ânions Cl-
Então por ultimo temos que sublimar essa nuvem gasosa para transformar em cloreto de potássio sólido KCl(g) e isso libera energia (Er)
Então a energia total do processo é:
ΔH°f= ΔH°s + ΔH°d + 1ªEI - AE - Er
É importante observar que o AE é negativo porque geralmente nas tabelas de afinidade eletrônica, o valor é dado positivo, mas esse energia é sempre liberada e não recebida, então nos cálculos de soma deve se saber que ela é negativa. No caso deste exercício, ela já foi dada negativa, então ignoramos o sinal da equação (deixamos ele positivo, por que o número já está negativo).
O mesmo vale para a energia reticular. Ela é a energia necessária para transformar o sal sólido em uma nuvem de íons e como isso gasta energia ela é positiva. Mas neste processo de entalpia de formação, é feito o contrario, a nuvem de íons vira o sal solido. então em vez de gastar energia, é liberado energia, por isso é negativo na equação. Mas novamente, no enunciado já foi dada ela negativa, então o ignoramos o sinal da equação.
Assim, para este exercício em questão, com os sinais dados, a equação fica:
ΔH°f= ΔH°s + ΔH°d + 1ªEI + AE + Er
Uma ultima observação que deve ser feita é que a atomização da molécula de gás cloro Cl2(g) --> 2Cl(g), libera dois átomos de cloro, mas na reação com o potássio, é necesário apenas 1, então a energia gasta por átomo de cloro é a metade da energia pra atomida uma molécula de Cl2(g).
Assim, podemos calcular pela equação simplificada o mesmo que fizemos no inicio do exercício (pelos regras da Lei de Hess):
ΔH°f= ΔH°s + ΔH°d + 1ªEI + AE + Er
ΔH°s = 64kJ/mol
ΔH°d(para 1cloro) = 239/2=119,5kJ/mol
1ªEI = 419 kJ/mol
AE = -349kJ/mol
Er = -690 kJ/mol
Substituindo na equação:
ΔH°f= 64 + 119,5 + 419 + -349 + -690 = -436,5kJ/mol
Chegando assim no mesmo resultado calculado anteriormente.
Espero ter ajudado =)
Perguntas interessantes