Exercices de chimie des solides
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Exercice 2.7. Énergie réticulaire et réaction chimique
On donne les énergies réticulaires suivantes, en kJ.mol
−1 :
NaF(−910), NaCl(−772), CaCl 2 (−2 226) et CaF 2 (−2 641).
Prévoir le sens de la réaction à l’état solide :
2 NaF + CaCl 2 = 2 NaCl + CaF 2 Er
Cette réaction peut être considérée comme la somme des réactions suivantes et son énergie correspond à la somme des énergies réticulaires correspondantes :
2 Na
+ + 2 Cl
−
→ 2 NaCl
E 1 = 2 UR (NaCl)
Ca
++ + 2 F
−
→ CaF 2
E 2 = UR (CaF 2 )
2 Na F → 2 Na
+ + 2 F
−
E 3 = −2 UR (NaF)
CaCl 2 → Ca
++ + 2Cl
−
E 4 = −UR (CaCl 2 )
Er = E 1 + E 2 + E 3 + E 4 = (2 × −772) + (−2 641) + (2 × 910) + (2 226)
= −139 kJ.mol
−1
La réaction s’effectue de gauche à droite. À cette occasion, on peut constater
que l’anion le plus petit F
− (r = 117 pm) se combine au cation de charge la
plus élevée (Ca
++ ), le rayon de Cl
− ayant pour valeur 167 pm. C’est aussi une
vérification de l’hypothèse de Pearson : l’anion fluorure, base dure, se combine
préférentiellement au cation, acide le plus dur, qui est le calcium.