O que é a lei de Hess e qual a sua utilidade? Exemplifique.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a gente precisa resolver aqui é entender o que é a lei de Hess, para que ela serve e dar um exemplo dela em ação. Vamos usar conceitos de química, especialmente sobre entalpia e reações químicas, para esclarecer tudo isso.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre entalpia. Entalpia, representada por
, é uma medida da energia total de um sistema químico. Ela inclui a energia interna do sistema mais a energia envolvida no volume e na pressão externa. Quando uma reação química ocorre, a variação de entalpia (
) nos diz se a reação libera calor (exotérmica) ou absorve calor (endotérmica).
Passo 3
Agora, chega a lei de Hess! Essa lei diz que a variação total de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final, não importando o caminho que a reação segue. Isso significa que, se uma reação puder ser dividida em várias etapas menores, a soma das variações de entalpia dessas etapas será igual à variação de entalpia da reação total.
Passo 4
A utilidade da lei de Hess é que ela nos permite calcular a variação de entalpia de reações que são difíceis de medir diretamente, usando informações de reações mais simples e cujas variações de entalpia já conhecemos. Isso é especialmente útil em química termodinâmica para calcular entalpias de formação ou combustão.
Passo 5
Vamos para um exemplo prático! Imagine que queremos encontrar a variação de entalpia para a formação de
a partir de carbono sólido e hidrogênio gasoso:
Suponha que conhecemos as seguintes entalpias de reação:
- Formação de
:
- Formação de
a partir de e :
Usando a lei de Hess, podemos somar essas duas reações para chegar à formação de
.
Passo 6
Vamos ajustar as equações para que o carbono e o hidrogênio se cancelem quando somarmos as reações:
Multiplicamos a primeira reação por 1 e a segunda por
:
Somando as duas reações:
Simplificando, temos:
A variação total de entalpia será a soma das variações individuais:
Resposta
Então, usando a lei de Hess, determinamos que a variação de entalpia para a formação de metano (
) a partir de carbono sólido e hidrogênio gasoso é de
.
Exercícios relacionados
Calcule o
para a titulação do HCN por
Substância |
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NaCN | NaOH | HCN |
---|---|---|---|---|
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25,2 |
Uma amostra de
de benzeno líquido é queimada no calorímetro examinado no exercício anterior, causando uma elevação de temperatura de
. Calcule o calor molar de combustão do benzeno a pressão e a volume constante a
. Dados:
.
Calcular o
para a reação:
com base nas seguintes entalpias de combustão:
Substância |
|
|
|
|
---|---|---|---|---|
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-68.38 |