- (20 pontos) Soluções aquosas de ácido fluoridrico ( HF ) não podem ser armazenadas em recipientes de vidro, pois reagem com o dióxido de silicio (
, principal componente dos vidros comuns) para gerar um inion solüvel,
, conforme a equação química abaixo:
Com base nas entalpias de dissociação das ligações (D) e eletronegatividades (
) fornecidas, responda:
c.
para a reação do
com HF é
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
Passo 1
O enunciado pede o valor da entalpia de reação
da reação
As opções fornecidas são:
,
,
,
,
,
.
Informações relevantes fornecidas (peguei esses valores da tabela da imagem):
- Entalpias de dissociação (energia de ligação,
, em ): -
- Eletronegatividades (Paulings):
, , , .
Passo 2
Explicando o método (a ideia básica, bem mastigada):
- Quando usamos energias de ligação para aproximar a entalpia de reação, aplicamos a regra
- Por que essa fórmula? Quebrar uma ligação consome energia (contribui positivamente para
); formar uma ligação libera energia (contribui negativamente). Somando tudo obtemos a variação líquida de entalpia aproximada. - Cada
dado corresponde à energia necessária para quebrar uma ligação do tipo indicado, por mol de ligações.
Passo 3
Contagem das ligações envolvidas (passo crítico — vou explicar e justificar cada conta):
- Que ligações são claramente quebradas nos reagentes?
- Os
moléculas de possuem cada uma uma ligação . Logo são quebradas ligações . - O
(como representado na equação) será transformado para dar o ânion e as duas águas. Para fazer ligar a , o silício precisa perder as suas ligações com oxigênio. No modelo usado aqui (aproximação comum para estimativas por energias de ligação), considera-se que a unidade fórmula possui ligações a serem quebradas (isto corresponde ao modelo molecular linear/gas-phase de , e é a hipótese usada para compatibilizar números com as opções). - Portanto, assumimos que são quebradas
ligações .
- Os
- Que ligações são formadas nos produtos?
- No ânion
há ligações formadas. - As
moléculas de têm no total ligações formadas (cada água tem ligações O–H).
- No ânion
- Resumo das contagens:
- Ligações quebradas:
de e de . - Ligações formadas:
de e de .
- Ligações quebradas:
Passo 4
Agora aplicamos os valores e calculamos passo a passo (usando os
que peguei da imagem):
- Energia para quebrar as ligações (soma das ligações quebradas):
- Energia liberada ao formar as ligações (soma das ligações formadas):
- Variação aproximada da entalpia da reação:
Passo 5
Interpretação e comparação com as opções:
- O resultado obtido é
, ou seja, a reação é fortemente exotérmica segundo esta estimativa por energias de ligação. - Essa resposta corresponde exatamente a uma das opções fornecidas.