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Aplicação da Lei de Hess

A aplicação da lei de Hess consiste em calcular as entalpias de reações, que, experimentalmente, seriam difíceis de determinar, através de outras equações termoquímicas.

 No texto Lei de Hess, foi explicado que a variação da entalpia (∆H) de uma reação química depende somente do estado inicial e final, e não de quantas etapas a reação passa.

Mas como podemos aplicar essa lei ao resolver problemas envolvendo equações termoquímicas e cálculos da variação de entalpia?

Bem, a Lei de Hess permite-nos determinar o valor de ∆H para reações diretas em que não é possível determinar esse valor experimentalmente. Essas reações nem sempre são exequíveis em laboratório e, portanto, não é possível determinar com exatidão o seu ∆H.

Assim, aplicando a Lei de Hess, se tivermos outras equações nas condições-padrão, que podem ser somadas e dar a reação direta que queremos, e se para essas equações soubermos os valores de ∆H, eles podem ser somados para resultar no valor da variação de entalpia da equação que queremos.

Para isso, precisamos seguir algumas regras:

1. Podemos inverter as equações termoquímicas com a finalidade de que as substâncias nos reagentes e nos produtos sejam as mesmas da equação-problema. Mas quando isso for realizado, precisamos inverter também o valor do ∆H, ou seja, o número permanecerá o mesmo, mas os sinais serão trocados (se for positivo, ficará negativo; e vice-versa). Isso deve ser feito porque se, por exemplo, em determinado sentido a reação liberar calor (∆H negativo), no sentido oposto, a reação deverá absorver (∆H positivo) a mesma quantidade de calor que havia liberado; o contrário também é verdadeiro;

2. Para igualar os coeficientes estequiométricos das substâncias iguais que aparecem nos reagentes e nos produtos, podemos multiplicar ou dividir para chegar ao valor que queremos. No entanto, lembre-se de que, ao multiplicar ou dividir, temos que fazer isso com todos os coeficientes da equação e também com o valor de ∆H;

3. Se temos a mesma quantidade de uma mesma substância no reagente de uma das equações e no produto de outra equação, ou seja, em membros opostos, a soma dessas substâncias será igual a zero, elas anulam-se;

4. Se uma substância aparece no reagente em uma equação e no produto em outra equação, mas as suas quantidades são diferentes, temos que diminuir os seus coeficientes e colocar a substância no membro que tem uma maior quantidade dessa substância;

5. Se temos a mesma substância nos reagentes ou nos produtos de duas ou mais reações, ou seja, se elas estiverem no mesmo membro, podemos somar seus coeficientes.

Veja um exemplo:

(UFSC) As seguintes equações termoquímicas são

CH4(g) + C2(g) → CH3C(g) + HC(g) ΔH= - 109 kJ

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CH3C(g) + C2(g) → CH2C2(g) + HC(g) ΔH= - 96 kJ

CH2C2(g) + C2(g) → CHC3(g) + HC(g) ΔH= - 104 kJ

CHC3(g) + C2(g) → CC4(g) + HC(g) ΔH= - 100 kJ

Qual a variação de entalpia (k Joule) correspondente à obtenção de 1 mol de cloreto de metila (CH3C), a partir de tetracloreto de carbono e cloreto de hidrogênio, quando reagentes e produtos forem gases a 25°C e 1 atmosfera de pressão?

CC4(g) + 3 HC(g) → CHC3(g) + 3 C2(g)

Resolução:

Para chegar ao valor de ∆H para a reação acima, temos que trabalhar com o conjunto de equações que foi dado com os valores respectivos de ∆H. Mas não precisaremos usar a primeira equação. Por que não? Bem, ela possui o metano (CH4), que é uma substância que não aparece nas demais equações e nem na nossa equação-problema.

Agora observe que na equação-problema temos o CC4(g) e o HC(g) nos reagentes, e o CHC3(g) e o C2(g) nos produtos, então vamos inverter todas as três equações. Lembrando de inverter o sinal do ∆H também:

II- CH2C2(g) + HC(g) → CH3C(g) + C2(g) ΔH= + 96 kJ

III- CHCℓ3(g) + HC(g) → CH2C2(g) + C2(g) ΔH= + 104 kJ

IV- CCℓ4(g) + HCℓ(g) → CHCℓ3(g) + Cℓ2(g) ΔH= + 100 kJ

Agora vamos somar as equações, anulando aquelas substâncias que estão em lados opostos e com a mesma quantidade:

Aplicação da Lei de Hess em equações termoquímicas
Aplicação da Lei de Hess em equações termoquímicas

Obtivemos exatamente a equação que estávamos desejando. Somando os calores envolvidos em cada reação, chegamos ao valor do ∆H da equação total, que é + 300 kJ/ mol de CHC3(g). Nesse caso, não foi necessário multiplicar ou dividir as reações para igualar os coeficientes. 

A lei de Hess criada pelo químico suíço Germain Henri Hess ajuda-nos a determinar o ∆H de determinadas reações

A lei de Hess criada pelo químico suíço Germain Henri Hess ajuda-nos a determinar o ∆H de determinadas reações

Por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça

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