Energia Reticular e Hidratação - Isadora Rodrigues e Ana Beatriz Salero

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UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE 
QUÍMICA GRADUAÇÃO-2N 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ana Beatriz de Morais Salero- TIA 32120060 
Isadora Lopes Rodrigues- TIA 32132476 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRABALHO DE QUÍMICA DOS ELEMENTOS 
Energia de Hidratação e Energia Reticular 
Professor: Thiago da Cruz Canevari 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2021 
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SUMÁRIO 
 
1.0 Energia Reticular...............................................................................................................3 
1.1 Definição de Retículo Cristalino.......................................................................................4 
1.2 Definição de Energia reticular..........................................................................................4 
1.3 Fatores que influenciam na Entalpia reticular ..............................................................5 
1.4 Análise da Tabela Periódica.............................................................................................5 
1.5 Ciclo de Born- Haber........................................................................................................6 
1.6 Consequências ..................................................................................................................6 
 
 
2.0 Energia de Hidratação ...................................................................................................7 
2.1 O que é a Energia de hidratação?..................................................................................8 
2.2 Fatores influentes............................................................................................................8 
2.3Entalpia de solvatação.....................................................................................................9 
 
Referências...........................................................................................................................10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Energia Reticular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.1 Definição de Retículo Cristalino 
Retículo cristalino é a estrutura formada por ligações iônicas entre cátions (metais) e ânions 
(ametais). 
 
1.2 Definição de Energia Reticular 
A formação de um sólido iônico é um processo exotérmico: os cátions e ânions unidos 
ficam mais estáveis quando se unem, liberando uma grande quantidade de energia, chamada de 
energia reticular. 
A origem dessa energia pode ser melhor entendida se imaginarmos a seguinte situação: 
quando duas partículas de sinais opostos estão a uma certa distância uma da outra, existe uma 
energia potencial entre elas, fato que cria uma força eletrostática. Esta força transforma a 
energia potencial em energia cinética, pois as cargas passam a diminuir a distância existente 
entre elas, se aproximando. Quando finalmente se unem numa ligação iônica (retículo 
cristalino), ocorre a liberação da energia, tornando o sistema mais estável. 
Para destruir um sólido iônico, é necessário fornecer essa energia liberada, por isso que 
em definições mais formais de energia reticular, esta é conceituada como “a energia necessária 
para transformar um mol de íons de um retículo cristalino, em íons gasosos separados a uma 
distância infinita”. 
A Energia de rede é obtida a partir da equação de Born- Landé, apresentada abaixo: 
 
 
 
A partir da observação dessa fórmula, é correto concluir que: 
 A energia de rede é diretamente proporcional ao produto das cargas dos íons. 
 É inversamente proporcional à distância entre as cargas. 
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1.3 Fatores que influenciam na Entalpia Reticular 
 Carga dos íons 
 Quanto maior o Nox do íon, maior será a atração entre as cargas, e, portanto, maior será 
a entalpia de rede. 
 Tamanho dos íons 
 Quanto maior o raio iônico, maior será a distância entre os íons. Isto ocorre devido ao 
fato de haver uma maior distância entre o núcleo do cátion e a eletrosfera do ânion, reduzindo-
se, assim, a energia de rede. 
 
 
1.4 Análise da Tabela Periódica 
 Analisando os períodos, o raio iônico cresce da direita para a esquerda, ou seja, quanto 
mais a direita, menor será o tamanho do íon. Isto se deve ao fato de estes elementos 
apresentarem maior carga nuclear efetiva sobre as camadas mais externas de suas eletrosferas. 
 Voltando-se para os grupos, o raio iônico cresce de cima para baixo, ou seja, quanto 
mais para baixo, maior será o tamanho do íon. Isto ocorre devido ao aumento da quantidade de 
níveis eletrônicos presentes nos átomos. 
 Levando isso em consideração, os retículos cristalinos que possuem maior entalpia de 
rede são aqueles que são formados por ânions dos elementos mais próximos do flúor, e cátions 
mais próximos ao lítio. 
 Um bom exemplo seria a diferença das energias de rede dos seguintes sais: LiF e o CsI. 
O lítio e o fluoreto são íons bem menores se comparados aos íons césio e iodeto, isto impacta 
diretamente em suas energias reticulares: LiF = 1030 KJ/mol >>> CsI = 600 KJ/mol. 
 Não podemos deixar de chamar atenção para o impacto da carga dos íons. Comparando 
as energias de rede dos sais MgI2, que é 2293 KJ/mol, e NaI, que é 682 KJ/mol, fica evidente 
que quanto maior a carga do íon, maior será a energia apresentada. 
 
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Crescimento do raio atômico dentro da Tabela Periódica 
1.5 Ciclo de Born-Haber 
Outra forma de se obter o valor da entalpia de rede é a partir de dados termodinâmicos. 
Esses dados compreendem o Clico de Born-Haber, que corresponde a um conjunto de etapas 
que vão desde os elementos até a formação do sólido iônico. A soma das entalpias de todas as 
etapas desse clico, corresponde à entalpia de rede. 
 Para descrever essas etapas, tomaremos como exemplo o Ciclo de Born-Haber do NaCl. 
 Na(s) → Na(g) ∆Hf (Na,g) [atomização do metal] 
 ½ Cl2 (g) → Cl(g) ∆Hf (Cl,g) [atomização do ametal] 
 Na(g) → Na+ (g) ∆Hf (Na+ ,g) [formação do cátion – entalpia de energia de ionização] 
 Cl (g) → Cl− (g) ∆Hf (Cl -,g) [formação do ânion – entalpia de afinidade eletrônica] 
 Na+ (g) + Cl− (g) → NaCl(s) ∆H (rede do NaCl) [formação do sólido cristalino] 
 A soma de todas essas entalpias, dá a entalpia de rede do NaCl. 
Na(s) + ½ Cl2 (g) → NaCl(s) ∆Hf (NaCl, s) 
 
Esquema ilustrativo do ciclo de Born-Haber com o NaCl 
 
1.6 Consequências 
 A energia reticular influencia diretamente algumas propriedades dos retículos 
cristalinos, sendo elas: a dureza, o ponto de fusão e a solubilidade. 
 Quanto maior a energia reticular, mais forte é a atração entre os íons do retículo, o que 
dificulta a destruição dessa estrutura cristalina. Levando isso em consideração, podemos 
afirmar que: 
 A dureza do material é diretamente proporcional à energia de rede; 
 O ponto de fusão é diretamente proporcional à energia de rede (quanto maior a atração entre 
os íons, mais difícil será a mudança para o estado líquido, que tem como característica a 
desestruturação do estado sólido); 
 A solubilidade é inversamente proporcional à energia de rede, pois, as moléculas do 
solvente possuem maior dificuldade de formar ligações intermoleculares com os íons do 
retículo se estes apresentarem maior atração entre si (maior energia reticular). 
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Energia de Hidratação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.1 O que é hidratação? 
 
Pode ser chamada também de solvatação, ocorre quando a atração entre as moléculas do 
solvente (água) e os íons do sólido cristalino é maior do que a atração entre os próprios íons 
da rede cristalina. Esse processo só é possível por conta das propriedades que a água possui. 
São elas: 
 Alta constante dielétrica- alta capacidade de acúmulo de cargas nos polos, na sua DDP 
(a água é polar) 
 Alta polarizabilidade- a molécula da água possui uma alta capacidade de se orientar no 
espaço de tal forma que neutralize as cargas do seu soluto, ou seja, seu polo positivo 
estará direcionado para o ânion e o seu polo negativo,para o cátion. 
 
1.2 O que é a Energia de Hidratação? 
 
Energia de hidratação é a energia liberada quando um íon é hidratado. Faz sentido esse 
processo ser exotérmico, pois a relação entre as moléculas de solvente e os íons do soluto 
confere uma neutralização de cargas, deixando o meio mais estável. 
 
Íon sódio hidratado 
 
1.3 Fatores influentes 
1. Momento dipolar da água: 
Partindo-se do ponto de que o momento dipolar da água não é nulo, conclui-se que a 
molécula de água é polar, e isso influencia na sua capacidade de dissociar os íons do retículo 
cristalino (que também é uma substância polar). 
2. Carga e raio iônico 
Para explicar melhor esse conceito utilizaremos o conceito de raio de hidratação. 
Raio de hidratação de um íon corresponde a soma do raio iônico mais a espessura da 
camada de moléculas de água ligadas a este íon em meio a dissolução. Considerando isso 
compararemos dois íons, o Rb+ e o Sr2+. 
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 O Rb+ possuí menor carga e maior raio iônico, isto faz com que a atração entre este 
íon e a molécula de água fique mais fraca, pois haverá uma menor força de Coulomb e 
uma maior distância ente o centro do íon e o centro da molécula de água. Isto acarreta 
num menor raio de hidratação, e, portanto, haverá uma menor entalpia de hidratação. 
 O Sr2+, possui maior carga e menor raio iônico, isto faz com que a atração entre este 
íon e a molécula de água fique mais intensa, pois haverá uma maior força de Coulomb 
e uma menor distância entre o centro do íon e o centro da molécula de água. Isto 
acarreta um maior raio de hidratação, e, portanto, haverá uma maior entalpia de 
hidratação. 
 
Tabela relacionando raio iônico e energia de hidratação. 
 
1.4 Entalpia de solvatação 
Também pode ser chamada de calor de solução. Define-se como a energia total 
envolvida na dissolução de um sólido iônico, o que demanda a energia reticular (quebra do 
retículo cristalino, absorção de energia) e a energia de hidratação (relação entre as moléculas 
de água e os íons, liberação de energia). 
∆H sol = ∆H ret + ∆H hid 
 Tipos de dissolução 
1. Endotérmica ocorre quando a energia reticular é maior que a energia de hidratação, 
portanto, a dissolução da substância demanda uma maior absorção de energia do que a 
sua liberação. Na prática sentimos o recipiente esfriando. 
2. Exotérmico ocorre quando a energia reticular é menor que a energia de hidratação, 
assim, a energia absorvida é menor do que a energia liberada. Na prática sentimos o 
recipiente esquentando. 
 
 
 
 
 
 
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Referências 
https://ib.rc.unesp.br/Home/Departamentos47/BioquimicaeMicrobiologia/aula8solucoes.pdf 
http://docente.ifsc.edu.br/michael.nunes/MaterialDidatico/Processos%20Qu%C3%ADmicos/
Qu%C3%ADmica%20Inorg%C3%A2nica/energia%20de%20rede.pdf 
Livro: Química Geral e Reações Químicas, John C. Kotz | Paul M. Treichel. 
Livro: Princípios da Química, Atkins