Questão 71 Unesp 2022 - 1ª fase - dia 1 - Elite Colégio e Pré-Vestibular

Questão 71

Termoquímica Propriedades periódicas

A variação de entalpia, associada à formação de um cristal iônico sólido a partir de seus íons no estado gasoso, é conhecida como energia reticular. Essa energia é difícil de ser medida diretamente, mas pode ser calculada de forma indireta, utilizando-se a Lei de Hess, a partir de outras transformações, cuja variação de entalpia é conhecida. Esse caminho para a determinação da energia reticular é conhecido como ciclo de Born-Haber. O diagrama a seguir mostra as etapas desse ciclo para o cloreto de sódio $(NaC l)$ .

Nesse diagrama, a sublimação do sódio metálico, a primeira energia de ionização do elemento sódio e a afinidade eletrônica do elemento cloro correspondem, respectivamente, aos valores de

a)	${ΔH}_{2}, {ΔH}_{3} e {ΔH}_{4}$
b)	${ΔH}_{1}, {ΔH}_{0} e {ΔH}_{5}$
c)	${ΔH}_{1}, {ΔH}_{4} e {ΔH}_{3}$
d)	${ΔH}_{2}, {ΔH}_{4} e {ΔH}_{3}$
e)	${ΔH}_{1}, {ΔH}_{3} e {ΔH}_{4}$

Resolução

A sublimação consiste na passagem de uma substância do estado sólido para o estado gasoso. No diagrama que ilustra o ciclo de Born- Habber, observa-se que a energia associada a $∆ H_{1}$ corresponde a transformação:

$N a_{(s)} + \frac{1}{2} C l_{2 (g)} \to N a_{(g)} + \frac{1}{2} C l_{2 (g)} ∆ H_{1}$

Portanto, a variação de entalpia do processo corresponde ao calor para a ocorrência da sublimação do sódio metálico.

A primeira energia de ionização de um átomo neutro é definida como a energia mínima para que um elétron seja retirado, no estado gasoso. Em outros termos, trata-se da energia associada à formação de um cátion monovalente (+1) a partir de um átomo neutro no estado gasoso. No diagrama, $∆ H_{3}$ corresponde ao processo:

$N a_{(g)} + C l_{(g)} \to N a_{(g)}^{+} + C l_{(g)} + e^{-} ∆ H_{3}$

no qual se observa a formação do cátion $N a^{+}$ a partir de sódio metálico no estado gasoso. Assim, essa variação de entalpia corresponde à primeira energia de ionização do sódio.

A afinidade eletrônica de um átomo neutro corresponde à energia liberada por este, no estado gasoso, ao receber um elétron. Em outras palavras, trata-se da energia liberada na formação de um ânion monovalente (-1) a partir de um átomo neutro no estado gasoso. No ciclo de Born Habber apresentado, $∆ H_{4}$ corresponde à transformação:

$N a_{(g)}^{+} + C l_{(g)} + e^{-} \to N a_{(g)}^{+} + C l_{(g)}^{-} ∆ H_{4}$

na qual nota-se a formação do íon $C l^{-}$ a partir de cloro elementar no estado gasoso ( $C l_{2}$ ). Portanto, essa variação de entalpia corresponde à afinidade eletrônica do cloro.

Obs.: os valores de $∆ H_{0}$ e $∆ H_{2}$ apresentados no ciclo correspondem, respectivamente, à entalpia de formação do cloreto de sódio e energia de atomização do gás cloro.