O PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO H2O2 é um líquido incolor cujas soluções são alvejantes e antissépticas. Esta “água oxigenada” é preparada num processo cuja equação global é: H2 (g) + O2 (g) -> H2O2 (l) • Dadas as equações das semi - reações: H2O2 (l) -> H2O (l) + ½ O2 (g) ∆H = -98,0 kJ/mol 2 H2 (g) + O2 (g) -> 2 H2O (l) ∆H = -572,0 kJ/mol Pergunte-se:
a) Qual o ∆H da reação do processo global?
b) Esta reação é exotérmica ou endotérmica? Justifique sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar o ∆H (variação de entalpia) da reação global que forma o peróxido de hidrogênio (H₂O₂) e descobrir se essa reação libera ou absorve calor. Para isso, vamos usar o que chamamos de Hess’s Law (Lei de Hess), que ajuda a calcular a variação de entalpia de uma reação combinando as entalpias de reações menores.

Passo 2

Primeiro, vamos dar uma olhada nas semi-reações que a gente tem:
  1. Semi-reação 1: H₂O₂ (l) → H₂O (l) + ½ O₂ (g)
    ∆H = -98,0 kJ/mol
  2. Semi-reação 2: 2 H₂ (g) + O₂ (g) → 2 H₂O (l)
    ∆H = -572,0 kJ/mol
Como queremos a reação global que forma H₂O₂, vamos reorganizar essas semi-reações para que, quando somadas, nos dê a reação desejada:
H₂ (g) + O₂ (g) → H₂O₂ (l)

Passo 3

Para usar a Lei de Hess, precisamos que as semi-reações se ajustem de tal forma que, ao somá-las, resultem na reação global. Vamos ver como fazer isso.
Primeiro, observe que na semi-reação 1, temos a formação de H₂O₂ se invertendo a reação da formação. Para alinhar com a reação que queremos, vamos inverter a semi-reação 1:
Semi-reação 1 invertida: H₂O (l) + ½ O₂ (g) → H₂O₂ (l)
∆H = +98,0 kJ/mol (o sinal muda quando a reação é invertida)
Agora, a semi-reação 2 está quase alinhada, mas precisamos ajustá-la para obter H₂ (g) + O₂ (g). Vamos dividir a semi-reação 2 por 2:
Semi-reação 2 ajustada: H₂ (g) + ½ O₂ (g) → H₂O (l)
∆H = -286,0 kJ/mol (dividindo -572,0 kJ/mol por 2)

Passo 4

Agora que tem as duas semi-reações ajustadas:
  1. H₂O (l) + ½ O₂ (g) → H₂O₂ (l)
    ∆H = +98,0 kJ/mol
  2. H₂ (g) + ½ O₂ (g) → H₂O (l)
    ∆H = -286,0 kJ/mol
Vamos somar essas duas equações:
  • Lado esquerdo: H₂O (l) + ½ O₂ (g) + H₂ (g) + ½ O₂ (g)
  • Lado direito: H₂O₂ (l) + H₂O (l)
Agora, cancelamos os termos que aparecem dos dois lados. O H₂O (l) aparece no lado esquerdo e direito, então ele se cancela:
  • Resultado: H₂ (g) + O₂ (g) → H₂O₂ (l)

Passo 5

Agora, somamos as variações de entalpia das duas semi-reações:
∆H_total = +98,0 kJ/mol + (-286,0 kJ/mol)
∆H_total = -188,0 kJ/mol

Passo 6

Para a parte b, precisamos identificar se a reação é exotérmica ou endotérmica. Reações exotérmicas liberam calor (∆H negativo), enquanto reações endotérmicas absorvem calor (∆H positivo).

Passo 7

Como o ∆H da nossa reação global é -188,0 kJ/mol, que é negativo, isso significa que a reação libera calor.

Resposta

b) A reação é exotérmica porque libera 188,0 kJ/mol de calor.

Exercícios relacionados