Explique de que modo a energia de rede de um composto iônico, como o KCl, pode ser determinada utilizando o ciclo de Born-Haber. Em que lei este procedimento se baseia?
Passo 1
Resumindo o que se quer: calcular a energia de rede de um cristal iônico, por exemplo de
. Isso envolve termodinâmica de reações e o ciclo de Born–Haber, que permite decompor a formação de
em várias etapas cujas entalpias são conhecidas. O procedimento se baseia na Lei de Hess, que diz que a variação de entalpia de uma reação independe do caminho percorrido.
Passo 2
Montamos o ciclo de Born–Haber para
dividindo a reação global
em sub-reações cujas entalpias podemos encontrar em tabelas:
(1) Sublimação de em
, entalpia
.
(2) Dissociação de em
, entalpia
.
(3) Primeira energia de ionização de ,
, entalpia
.
(4) Afinidade eletrônica de ,
, entalpia
.
(5) Formação da rede iônica, , entalpia
(energia de rede).
(1) Sublimação de
(2) Dissociação de
(3) Primeira energia de ionização de
(4) Afinidade eletrônica de
(5) Formação da rede iônica,
Pela Lei de Hess somamos todas as entalpias para obter a entalpia padrão de formação
de
:
Desse resultado, isolamos a energia de rede:
Passo 3
Explicação da base teórica: como entalpia é função de estado, segundo a Lei de Hess podemos escolher quaisquer caminhos intermediários (aqui as sub-reações) para escrever a variação total. Somando-as, obtemos exatamente a entalpia da reação global, e daí isolamos
.
Resposta
A energia de rede de um composto iônico como o
é determinada construindo-se o ciclo de Born–Haber, que decompõe a formação do sólido em etapas cujas entalpias são conhecidas, e depois aplicando a Lei de Hess para calcular
a partir da entalpia padrão de formação e das demais entalpias parciais.