(UEL - PR) Em qual das transformações a seguir, no sentido indicado, a energia envolvida mede o chamado “potencial de ionização”?
a)
b)
.
c)
.
d)
.
a)
b)
c)
d)
Passo 1
O enunciado fornece quatro transformações químicas e pergunta: em qual delas a energia envolvida mede o chamado “potencial de ionização”? As quatro alternativas são (escrevo as reações exatamente como no enunciado):
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
O que é pedido: identificar qual dessas transformações corresponde à definição de “potencial de ionização” (ou energia de ionização).
Passo 2
O que é “potencial de ionização” (explicação didática):
- O potencial de ionização (ou energia de ionização) é a energia necessária para remover um elétron de um átomo (ou íon) isolado no estado gasoso.
- Em forma de reação-tipo, a primeira energia de ionização de um átomo
é associada à transformação
- Aqui cada símbolo significa:
= átomo neutro no estado gasoso; = íon positivo (perdeu um elétron) no estado gasoso; = elétron removido. - A energia de ionização costuma ser expressa em
ou em por átomo. Ex.: a primeira energia de ionização de um átomo é sempre um valor positivo porque é preciso fornecer energia para arrancar o elétron.
Passo 3
Por contraste, explicar outros processos comuns (mini-aula rápida e clara):
- Adição de elétron (afinidade eletrônica): corresponde a reações do tipo
que medem a tendência do átomo a ganhar um elétron. Isso não é energia de ionização; é afinidade eletrônica (pode ser energia liberada).
- Formação de ligação
formação de molécula: reações como
envolvem energias de ligação (entalpia de ligação), não ionização.
- Reações em solução aquosa, por exemplo neutralização
envolvem entalpias de neutralização e efeitos de solvatação; não representam a energia de remover um elétron de um átomo gasoso isolado.
Passo 4
Análise da alternativa (a):
- Esta reação representa a adição de um elétron ao átomo de cloro gasoso. Isso é exatamente o processo cuja energia se chama afinidade eletrônica (ou energia de captura do elétron), não energia de ionização.
- Conclusão: (a) não é energia de ionização.
Passo 5
Análise da alternativa (b):
- Esta reação corresponde à formação da molécula de cloro a partir de átomos gasosos; a energia envolvida é a energia de ligação (ou variação de entalpia de formação da ligação Cl–Cl).
- Não tem a ver com arrancar elétrons de átomos isolados.
- Conclusão: (b) não é energia de ionização.
Passo 6
Análise da alternativa (c):
- Esta é uma reação ácido-base em solução aquosa (neutralização). A energia envolvida é entalpia de neutralização e inclui efeitos de solvatação/ligação em solução.
- O potencial de ionização, por definição, refere-se a átomos isolados no estado gasoso; aqui há íons em solução, portanto não é o que se mede na ionização de um átomo gasoso.
- Conclusão: (c) não é energia de ionização.
Passo 7
Análise da alternativa (d):
- Esta reação é exatamente do tipo apresentado na Passo 2: um átomo neutro no estado gasoso perde um elétron, formando um íon positivo gasoso.
- A energia associada a essa transformação é, por definição, a primeira energia de ionização do sódio.
- Portanto (d) corresponde ao potencial (energia) de ionização.
Passo 8
Resposta final e motivação curta: a única alternativa que descreve diretamente a remoção de um elétron de um átomo isolado no estado gasoso é a (d). As demais alternativas descrevem afinidade eletrônica (a), formação de ligação (b) ou neutralização em solução (c), que são fenômenos energéticos diferentes.
Resposta
d)