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OPCIÓN A CUESTIÓN 1.- Haz un esquema del ciclo de Born- Haber para el CaCl2 y calcula ∆Hof por mol de CaCl2 (s) utilizando los valores de las energías de los procesos: Sublimación del calcio: 178,2 kJ · mol–1. Disociación de la molécula de cloro: 243,2 kJ · mol–1. Primera energía de ionización del calcio: 590 kJ · mol–1. Segunda energía de ionización del calcio: 1.145 kJ · mol–1. Afinidadelectrónica del cloro: – 348,0 kJ · mol–1. Energía de red del CaCl2: – 2.223 kJ · mol–1. Solución: 7 ∆H7 formación a) Ca (s) + 1 ∆H1 sublimación Ca (g) + Cl2 (g) 2 ∆H2 disociación 2 Cl (g) 5 2 · ∆H5 afinidad electrónica 2 Cl − (g) CaF2 (s)

3 ∆H3 1ª ionización Ca+ (g) 4 ∆H4 2ª ionización +

6 Energía reticular (U) Ca2+ (g) + 2 Cl− (g) La entalpía de formación se obtiene de la expresión: ∆H7f = ∆H1 +∆H2 + ∆H3 + ∆H4 + 2 · ∆H5 + U = 178,2 + 243,2 + 590 + 1.145 + 2 · (− 348) − 2.223 = − 762,6 kJ · mol−1. Resultado: − 762,6 kJ · mol−1. CUESTIÓN 2.- Tomando como ejemplo los elementos del 2º período analiza razonadamente, en función del aumento del número atómico: a) La variación del radio atómico. b) La variación de la primera energía de ionización. Solución: a) En general, y en particular para el 2ºperíodo, el radio atómico es una propiedad periódica que disminuye al avanzar en un período de izquierda a derecha, pues en este sentido aumenta la carga nuclear efectiva y, al ir situándose el electrón diferenciador en el mismo nivel energético, la fuerza atractiva núcleo-electrón diferenciador va creciendo y, por ello, se va produciendo una contracción del volumen atómico, o lo que es lo igual,una disminución del radio atómico. b) La energía de ionización es también una propiedad periódica que aumenta al avanzar en un período de izquierda a derecha, por la misma razón expuesta en el apartado anterior, pues al encontrarse el electrón diferenciador más fuertemente atraído por el núcleo, es necesario ir aplicando más cantidad de energía para arrancarlo. PROBLEMA 1.- Calcula: a) El pH de50 mL de una disolución de CH3COOH del 30 % en masa y densidad 1,04 g/mL–1. b) El pH de 1 L de una disolución de NaOH de concentración 0,3 M. c) El pH de la disolución resultante al añadir al litro de la disolución de NaOH anterior, 500 mL de una disolución 0,4 M de HCl. Considera los volúmenes aditivos. Solución:

a) 1 L de disolución de ácido acético tiene una concentración molar: g disolución1000 mL disolución 30 g CH 3 COOH 1 mol CH 3 COOH ⋅ ⋅ ⋅ = 4,875 M 1,04 mL disolución L disolución 100 g disolución 64 g CH 3 COOH Como cualquier volumen de una disolución de concentración conocida, ácida o básica, presenta la misma concentración, llamando x a la concentración de iones oxonios que se disocian, la concentración de las distintas especies al inicio y en el equilibrio son: CH3COOH(aq) + H2O (l) ⇆ CH3COO− (aq) + H3O+ (aq) Moles al inicio: 4,875 0 0 Moles en equilibrio: 4,875 − x x x que sustituidas en la constante ácida del acético, despreciando x en el denominador y operando, resulta: CH 3 COO − ⋅ H 3 O + x2 Ka = ⇒ 1,8 ⋅10 −5 = ⇒ x = 1,8 ⋅10 −5 ⋅ 4,875 = 9,37 · 10–4 M. [CH 3 COOH ] 4,875 − x

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Luego, el pH es: pH = − log [H3O+] = − log 9,37 10−3= 3 − log 9,37= 3 − 0,97 = 2,03.

También puede resolverse el apartado, determinando los moles de ácido contenidos en los 50 mL de disolución, como se expone a continuación. Los moles de ácido en los 50 mL son: n = M · V = 4,875 moles · L–1 · 0,05 L = 0,244. Llamando x a los moles de ácido que se disocian, los moles de las distintas especies al inicio y en el equilibrio son: CH3COOH (aq) + H2O (l) ⇆ CH3COO−(aq) + H3O+ (aq) Moles al inicio: 0,244 0 0 Moles en equilibrio: 0,244 − x x x 0,244 − x x M ; [CH3COOH] = [H3O+] = M. cuyas concentraciones son: [CH3COOH] = 0,05 0,05 Sustituyéndolas en la Ka del acético, despreciando x en el denominador y operando, resulta: x2 CH 3 COO − ⋅ H 3 O + 0,05 2 Ka = ⇒ 1,8 ⋅10 −5 = ⇒ x = 1,8 ⋅10 −5 ⋅ 0,05 ⋅ 0,244 = 4,68·10–4 moles, 0,244 − x [CH 3 COOH ] 0,05

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