Ejercicios Ciclo Born-Haber PDF

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Algunos ejercicios para problemas utilizando el ciclo de born-haber...

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Godínez Martínez Raymundo

1FV1

Gómez Zárate Karla Belén Hernández López Ximena Ejercicios del Ciclo de Born-Haber 1.- Realizar el ciclo de Born-Haber para el Cloruro de Calcio y calcular la entalpía estándar de formación del CaCl 2(s) utilizando los siguientes datos de las energías o entalpías •

Sublimación de Calcio 178 KJ/mol

•

Disociación del Cloro 243.2 KJ/mol

•

Primera energía de ionización del Ca 590 KJ/mol

•

Segunda energía de ionización del Ca1145 KJ/mol

•

Afinidad electrónica del Cloro -340 KJ/mol

•

Energía de red cristalina del CaCl2 -2223 KJ/mol

CaCl2 1. Ciclo de Born-Haber 1

∆𝐻°𝑓 Ca(s) + Cl2 (g) 3 2

CaCl2 (s) 𝐸𝑑𝑖𝑠

∆𝐸𝑟𝑒𝑡

∆𝐻°𝑠𝑢𝑏

2∆𝐻°𝐴𝐸 2 Cl- (g)

2 Cl (g) 5

∆𝐻°𝐼1 Ca (g)

∆𝐻°𝐼2 Ca

+

(g)

4

Ca 2+(g)

2. Fórmula y cálculos ∆𝑯𝑪𝒂𝑪𝒍𝟐 = 𝑺𝑪𝒂 + 𝑫𝑪𝒍 + 𝑰𝟏𝒂𝑪𝒂 + 𝑰𝟐𝒅𝒂𝑪𝒂 + 𝟐𝑨𝑪𝒍 + 𝑼°𝑪𝒂𝑪𝒍𝟐 ∆𝑯𝑪𝒂𝑪𝒍𝟐 = (178 KJ/mol + 243.2 KJ/mol + 590 KJ/mol + 1145 KJ/mol + 2(-340 KJ/mol) - 2223 KJ/mol) KJ/mol ∆𝑯𝑪𝒂𝑪𝒍𝟐 = -746.8 KJ/mol 2.- Escriba el Ciclo de Born-Haber para la formación del Sulfuro de Calcio a partir de los elementos en estado natural y calcule la energía de red cristalina del Sulfuro de Calcio en KJ/mol del sólido formado sí: •

Calor o entalpía de sublimación del Calcio 192 KJ/mol

•

Energía de la primera ionización del Calcio 590 KJ/mol

•

Energía de la segunda ionización del Calcio 1145 KJ/mol

•

Calor o entalpía de sublimación del Azufre 279 KJ/mol

•

Energía de la primera afinidad electrónica del Azufre -200 KJ/mol

•

Energía de la segunda afinidad electrónica del Azufre 522 KJ/mol

•

Calor o entalpía de formación del Sulfuro de Calcio es -482 KJ/mol

CaS 1. Ciclo de Born-Haber

1 ∆𝐻°𝑓

Ca(s) + S (s) 3 2

CaS (s) ∆𝐻°𝑠𝑢𝑏

∆𝐸𝑟𝑒𝑡

∆𝐻°𝑠𝑢𝑏

∆𝐻°1𝐴𝐸

S (g)

∆𝐻°2𝐴𝐸 -

S

(g)

S2- (g)

5

∆𝐻°𝐼1 Ca (g)

Ca

+

∆𝐻°𝐼2 (g)

4

Ca 2+(g)

2. Fórmula y cálculos 𝑼°𝑪𝒂𝑺 = ∆𝑯𝑪𝒂𝑺 − (𝑺𝑪𝒂 + 𝑺𝑺 ) − (𝑰𝟏𝒂𝑪𝒂 + 𝑰𝟐𝒅𝒂𝑪𝒂 ) − (𝑨𝑺𝟏 + 𝑨𝑺𝟐) 𝑼°𝑪𝒂𝑺 = - 482 KJ/mol – (192 KJ/mol + 279 KJ/mol) – (590 KJ/mol + 1145 KJ/mol) – (-200 KJ/mol + 522 KJ/mol) KJ/mol 𝑼°𝑪𝒂𝑺 = - 3,010 KJ/mol 3.- Escriba el Ciclo de Born-Haber para la formación del Óxido de Magnesio a partir de los elementos en estado natural y calcule el calor de formación en KJ/mol del sólido formado si: •

Sublimación del Magnesio 150 KJ/mol

•

Disociación del Oxígeno 494 KJ/mol

•

Energía de la primera ionización del Magnesio 738 KJ/mol

•

Energía de la segunda ionización del Magnesio 1450 KJ/mol

•

Energía de la primera afinidad electrónica del Oxígeno -142 KJ/mol

•

Energía de la segunda afinidad electrónica del Oxígeno 844 KJ/mol

•

Energía de red cristalina del Óxido de Magnesio -3890 KJ/mol

MgO 1. Ciclo de Born-Haber

1 ∆𝐻°𝑓

Mg (s) + ½ O2 (g) 1 𝐸 2 𝑑𝑖𝑠

3 2

MgO (s)

∆𝐻°𝑠𝑢𝑏 O (g)

∆𝐸𝑟𝑒𝑡 ∆𝐻°1𝐴𝐸

∆𝐻°2𝐴𝐸 -

O

(g)

O2- (g)

5

∆𝐻°𝐼1 Mg (g)

Mg+(g) 4

∆𝐻°𝐼2

Mg2+(g)

2. Fórmula y cálculos 𝟏 ∆𝑯𝑴𝒈𝑶 = 𝑺𝑴𝒈 + 𝑫𝑶 + 𝑰𝟏𝒂𝑴𝒈 + 𝑰𝟐𝒅𝒂𝑴𝒈 + 𝑨𝟏𝒂𝑶 + 𝑨𝟐𝒅𝒂𝑶 + 𝑼°𝑴𝒈 𝟐 1

∆𝑯𝑴𝒈𝑶 = (150 KJ/mol + 494 KJ/mol + 738 KJ/mol + 1450 KJ/mol + (-142) KJ/mol 2 + 844 KJ/mol + (-3890) KJ/mol) KJ/mol ∆𝑯𝑴𝒈𝑶 = - 603 KJ/mol 4.- Realizar el ciclo de Born-Haber y calcule la energía de red cristalina (U°) para un mol de cristales de Yoduro Férrico (FeI3) a partir de las energías involucradas en su formación, desde los elementos de Yodo y Fierro en su estado natural •

Calor o entalpía de sublimación del Fierro 88.2 Kcal/mol

•

Energía total de las tres ionizaciones del Fierro 706.7 Kcal/mol

•

Energía de disociación del Yodo 36.1 Kcal/mol

•

Energía de afinidad electrónica del Yodo -74.7 Kcal/mol

•

Calor o entalpía de sublimación del Yodo 13.9 Kcal/mol

•

Calor o entalpía de formación del Yoduro Férrico es -49.7 Kcal/mol

FeI3 1. Ciclo de Born-Haber

1

∆𝐻°𝑓

3

Fe(s) + I2 (s) 2 ∆𝐻°𝑠𝑢𝑏

3 2

FeI3 (s)

∆𝐸𝑟𝑒𝑡

3 I2 (g) ∆𝐻°𝑠𝑢𝑏 2

3 𝐸 2 𝑑𝑖𝑠

3∆𝐻°𝐴𝐸 3 I- (g)

3 I (g) 5 ∆𝐻°𝐼1 Fe (g)

Fe

+

∆𝐻°𝐼2 (g)

4

∆𝐻°𝐼3 Fe

2+

(g)

Fe 3+(g)

𝑼°𝑭𝒆𝑰𝟑 = ∆𝑯𝑭𝒆𝑰𝟑 − (𝑺𝑭𝒆 + 𝑺𝑰 ) −

𝟑 𝑫 − 𝑰𝑭𝒆 − 𝟑𝑨𝑰 𝟐 3

𝑼°𝑭𝒆𝑰𝟑 = -49.7 Kcal/mol – (88.2 Kcal/mol + 13.9 Kcal/mol) - (36.1 Kcal/mol) – 2 (706.7 Kcal/mol) – 3(-74.7 Kcal/mol) Kcal/mol 𝑼°𝑭𝒆𝑰𝟑 = - 688.55 Kcal/mol...