Apresente todas as etapas necessárias para a construção de um ciclo de Born-Haber para a formação do sal \mathrm{BaI}_{2} a partir de seus elementos. Qual das etapas você acredita que seja exotérmica? Explique. ( 2,0 pontos)

Passo 1

O enunciado pede para montar o ciclo de Born–Haber que leva da reação entre os elementos \mathrm{Ba}(s) e \mathrm{I}_{2}(s) até a formação do sal \mathrm{BaI}_{2}(s). O conteúdo é química inorgânica (entalpia de formação e ciclo de Born–Haber) e vamos precisar das entalpias de sublimação, das energias de ionização, das afinidades eletrônicas, da entalpia reticular e da Lei de Hess.

Passo 2

Sublimação do bário sólido para átomos gasosos (entalpia de sublimação \Delta H_\mathrm{sub}):
\mathrm{Ba}(s) \;\longrightarrow\; \mathrm{Ba}(g)

Passo 3

Ionização do bário gasoso para formar o cátion \mathrm{Ba}^{2+} em duas etapas (primeira e segunda energia de ionização):
\mathrm{Ba}(g) \;\longrightarrow\; \mathrm{Ba}^{+}(g) + e^{-}
\mathrm{Ba}^{+}(g) \;\longrightarrow\; \mathrm{Ba}^{2+}(g) + e^{-}

Passo 4

Obtenção dos átomos de iodo: primeiro sublimar o iodo molecular e depois dissociar a molécula em dois átomos:
\mathrm{I}_{2}(s) \;\longrightarrow\; \mathrm{I}_{2}(g)
\mathrm{I}_{2}(g) \;\longrightarrow\; 2\,\mathrm{I}(g)

Passo 5

Afinidade eletrônica do iodo (duas vezes), capturando um elétron por átomo de \mathrm{I}(g):
\mathrm{I}(g) + e^{-} \;\longrightarrow\; \mathrm{I}^{-}(g)
\mathrm{I}(g) + e^{-} \;\longrightarrow\; \mathrm{I}^{-}(g)

Passo 6

Formação do retículo iônico de \mathrm{BaI}_{2} a partir dos íons gasosos (entalpia reticular \Delta H_\mathrm{lattice}):
\mathrm{Ba}^{2+}(g) + 2\,\mathrm{I}^{-}(g) \;\longrightarrow\; \mathrm{BaI}_{2}(s)

Passo 7

Pela Lei de Hess, a soma algébrica de todas essas etapas é igual à entalpia padrão de formação \Delta H_{f}^{\circ}\bigl[\mathrm{BaI}_{2}(s)\bigr].

Resposta

A etapa mais exotérmica é a formação do retículo iônico de \mathrm{BaI}_{2}, pois, ao unir \mathrm{Ba}^{2+} e \mathrm{I}^{-}, ocorre forte atração eletrostática que libera grande quantidade de energia. Também são exotérmicas as afinidades eletrônicas do iodo, mas a principal contribuição vem da entalpia reticular.

Exercícios relacionados