Questão 08. Considere o composto hipotético
.
a) Calcule a sua energia de rede. Suponha a estrutura do NaCl e uma distância internuclear de
.
b) Faça o ciclo de Born-Haber para o
indicando todas as etapas.
c) Calcule a entalpia padrão de formação para o
, utilizando a resposta do item (a) e os dados termoquímicos contidos no quadro abaixo. Compare o
calculado com o valor experimental de
. Parece razoável o valor obtido para a formulação
?
Espécie Química
Dado Experimental
Expoente de Born
Configuração eletrônica do íon
Valor de n
He
5
Ne
7
9
10
12
Valores da constantes de Madelung
Tipo de estrutura
Valor de A
CsCl
1,76267
2,51939
NaCl
1,74756
2,408
2,355
Sulfeto de Zinco
1,63806
Wurtzita
1,64132
a) Calcule a sua energia de rede. Suponha a estrutura do NaCl e uma distância internuclear de
b) Faça o ciclo de Born-Haber para o
c) Calcule a entalpia padrão de formação para o
Espécie Química | Dado Experimental
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Expoente de Born | |
Configuração eletrônica do íon | Valor de n |
He | 5 |
Ne | 7 |
|
9 |
|
10 |
|
12 |
Valores da constantes de Madelung | |
Tipo de estrutura | Valor de A |
CsCl | 1,76267 |
|
2,51939 |
NaCl | 1,74756 |
|
2,408 |
|
2,355 |
Sulfeto de Zinco | 1,63806 |
Wurtzita | 1,64132 |
Passo 1
O enunciado pede:
– Calcular a energia de rede (usando estrutura NaCl e distância internuclear ).
– Montar o ciclo de Born–Haber para o composto sólido .
– Calcular a entalpia padrão de formação a partir do ciclo e comparar com o valor experimental
.
– Calcular a energia de rede (usando estrutura NaCl e distância internuclear
– Montar o ciclo de Born–Haber para o composto sólido
– Calcular a entalpia padrão de formação
Conteúdos necessários: equação de Born–Lande para energia de rede e montagem de ciclo termodinâmico (Born–Haber).
Passo 2
Aplicamos a equação de Born–Lande para a energia de rede
:
onde
(NaCl)
exponente de Born (configuração Ar).
exponente de Born
Passo a passo numérico:
Passo 3
O ciclo de Born–Haber para formar
a partir dos elementos é:
1. Sublimação de
:
,
2. Primeira energia de ionização do cálcio:
,
3. Dissociação parcial de oxigênio:
,
4. Afinidade eletrônica do oxigênio:
,
5. Formação do sólido (energia de rede):
,
Passo 4
Somando todas as etapas, a entalpia padrão de formação é
Passo 5
Comparando
com o valor experimental
, vemos grande discrepância. O valor obtido para a formulação
é muito menos exotérmico e, portanto, não parece razoável.
Resposta
Energia de rede
.
Entalpia de formação calculada , muito diferente de
; não razoável para
.
Entalpia de formação calculada