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Professor Leonardo Soares – Química [05/10]
Lei de Hess
Equação Termoquímica
É uma forma de se representar uma
reação química com informações relevantes
sobre a variação de entalpia envolvida.
Lei de Hess
A variação de entalpia (∆H) de uma
reação química depende apenas dos estados
inicial e final da reação, não importando o
caminho da reação.
A Lei de Hess é, na verdade, a
expressão do princípio da conservação de
energia. Em outras palavras, como a energia
não pode ser destruída nem criada, não
importa quantas etapas ou qual caminho um
processo segue, a variação de energia do
processo que saiu do estado inicial para um
estado final será sempre a mesma.
Também é conhecida como lei da
soma dos calores da reação.
Exemplo: Calcular a variação de
entalpia da seguinte reação:
C(gr) + 2H2(g) CH4(g) ; ∆H = ?
Dados:
I. C(gr) + O2(g) CO2(g) ; ∆H1 = -94 kJ/mol
II. H2(g) + ½ O2(g) H2O(l) ;
∆H2 = -68 kJ/mol
III. CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) ;
∆H3 = -213 kJ/mol
Deve-se escrever todas as
equações intermediárias (dados) de acordo
com a reação global. Na primeira equação, o
que há em comum é o C(gr). Então ele deve
ser escrito da mesma forma (como reagente
e 1 mol).
A segunda equação tem em comum
com a reação global o H2(g). Nos dados, esta
espécie química não está exatamente igual
na reação global. Deve-se multiplicar toda a
equação por 2, inclusive a ∆H2.
A terceira equação tem em comum
com a reação global o CH4(g). Deve-se
inverter a reação para que ele fique “do lado
certo” da equação, e com isso, trocar o sinal
de ∆H3.
I. C(gr) + O2(g) CO2(g) ; ∆H1 = -94 kJ/mol
II. 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) ;
∆H2 = -136 kJ/mol
III. CO2(g) + 2H2O(l) CH4(g) + 2O2(g)
;
∆H3 = +213 kJ/mol
C(gr) + 2H2(g) CH4(g) ∆H= -17
kJ/mol
(reação global)
Observe que podemos descartar as
substâncias que não participam da reação,
verificando aquelas que aparecem nos
reagentes e produtos.
I. C(gr) + O2(g) CO2(g) ;
II. 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) ;
III. CO2(g) + 2H2O(l) CH4(g) + 2O2(g) ;
C(gr) + 2H2(g) CH4(g)
O cálculo da entalpia a partir das reações
intermediárias pela Lei de Hess:
∆H = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3
∆H = (-94) + (-136) + 213 = -17 kJ/mol
Exercícios
1. Dadas as seguintes equações termo químicas:
H2(g) + ½ O2(g) H2O(l) ; ∆H1 = -285,5 kJ/mol
H2O2(l) H2O(l) + ½O2(g) ; ∆H2 = +98,2 kJ/mol
Calcule o calor da reação (∆H) representada pela equação a seguir:
H2(g) + O2(g) H2O2(l)
2. O “besouro bombardeiro” espanta seus predadores expelindo uma solução quente.
Quando ameaçado, em seu organismo ocorre a mistura de soluções aquosas de hidroquinona,
peróxido de hidrogênio e enzimas, que promovem uma reação exotérmica, representada por:
C6H4(OH)2(aq) + H2O2(aq) C6H4O2(aq) + 2H2O(l)
Calcule o calor envolvido na reação que ocorre no organismo do besouro,
considerando-se os processos:
C6H4(OH)2(aq) → C6H4O2(aq) + H2(g) ; ∆H1 = +177 kJ . mol-1
H2O(l) + ½ O2(g) → H2O2(aq) ; ∆H2 = +95 kJ . mol-1
H2O(l) → ½ O2(g) + H2(g); ∆H3 = +286 kJ . mol-1
3. Dadas as equações:
Fe2O3(s) + 3 C(gr) → 2 Fe(s) + 3 CO2(g) ; ∆H1 = +489 kJ
FeO(s) + C(gr) → Fe(s) + CO(g) ; ∆H2 = +155,9 kJ
C(gr) + O2(g) → CO2(g) ; ∆H3 = -393 kJ
CO(g) + ½ O2(g)→ CO2(g) ; ∆H4 = -282,69 kJ
Calcule o valor de ∆H para a reação:
Fe(s) + ½O2 → FeO(s)
4. Quando o benzeno queima na presença de excesso de oxigênio, a quantidade de calor
transferida à pressão constante está associada à reação:
C6H6 (l) + O2(g) 6CO2(g) + 3H2O(l)
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2
O calor transferido nesta reação é denominado calor de combustão. Considerando as
reações a seguir, calcule o calor de combustão do benzeno, em kJ.
6C(gr) + 3H2(g) C6H6(l); ∆H = 49kJ
C(gr) + O2(g) CO2(g) ; ∆H= -393,5 kJ
H2(g) + ½ O2(g) H2O(l) ∆H = -285,8 kJ
Exercícios para revisão
1. Julgue os seguintes processos como
sendo endotérmicos ou exotérmicos.
a) Combustão da madeira.
b) Derretimento de gelo.
c) Evaporação do suor.
d) Resfriamento de um copo de café.
e) CaCO3 + 42 kcal CaO +CO2
f) H2 + Cl2 2HCl + 44 kcal
2. Considere a reação:
C(gr) + O2 CO2 + 293,3 kJ
a) Qual o valor do ∆H?
b) A reação é exotérmica ou endotérmica?
c) Represente a reação em um gráfico de
entalpia versus caminho da reação.
3. Considere os quatro combustíveis: metano
(CH4), butano (C4H10), etanol (C2H6O) e
gasolina (C8H18) e a tabela com seus
respectivos calores de combustão.
Combustível ∆H0 combustão (kJ/mol)
CH4 - 900
C4H10 - 2 878
C2H6O - 1 350
C8H18 - 5 110
Escreva a equação termoquímica de
combustão de cada um desses combustíveis.
Qual a massa em gramas de cada
combustível utilizado nas equações?
Qual combustível fornece a maior quantidade
de calor por grama?