Lei de Hess

RKA2JV - Olá! Tudo bem com você? Você vai assistir agora a mais uma aula de Ciências da Natureza. Nesta aula, vamos conversar sobre a lei de Hess. A lei de Hess diz que a variação geral da entalpia para uma reação química é igual à soma das variações de entalpia para cada etapa da reação. E isso independe do caminho percorrido. Portanto, não importa o conjunto de reações que você usa, se você somar essas reações e elas se igualarem à reação que você está tentando encontrar, você também pode somar as variações de entalpia para encontrar a variação de entalpia para a reação. Por exemplo, vamos dizer que a gente esteja tentando encontrar a variação de entalpia para a reação do carbono com o gás hidrogênio para formar C₂H₂, que é o acetileno. Podemos calcular a variação de entalpia para a formação do acetileno usando as três reações abaixo. Nossa abordagem envolve olhar para essas três reações e compará-las com a reação original para ver se precisamos mudar alguma coisa. Por exemplo, se a gente olhar para a reação 1, há 1 mol de acetileno no lado esquerdo da equação. E, se a gente comparar isso com a reação original, há 1 mol de acetileno no lado direito da equação. Portanto, precisamos inverter a equação 1 para fazê-la se tornar mais parecida com a nossa reação original. Para economizar tempo, eu já inverti a equação 1 aqui. Olhando a equação 1 original e a equação invertida, aqui estão os produtos e agora tornamos esses produtos em reagentes. E os reagentes que a gente tinha aqui se tornaram agora os produtos. A variação de entalpia para a equação 1 é de -1.299,6 kJ/mol de reação. kJ/mol de reação se refere à equação na forma que ela foi escrita, já balanceada. Eu já inverti a equação 1. Como a gente inverteu a equação 1, a gente vai precisar inverter o sinal aqui de Δh. Então, em vez de termos um valor negativo, vamos transformar esse valor para ter um positivo. Vamos riscar a equação 1 para que a gente não se confunda, ok? Agora, vamos examinar a equação 2 e compará-la com a original. Para a equação 2, há 1 mol de carbono sólido no lado esquerdo. E, olhando para nossa reação original, há 2 mols de de carbono no lado esquerdo. Sendo assim, para que a nossa equação 2 se pareça com a nossa equação original, precisamos multiplicar tudo por um fator de 2. Então, vamos multiplicar tudo na equação 2 por um fator igual a 2. Para economizar tempo, eu já fiz isso aqui. Assim, temos dois carbonos mais dois O₂, produzindo dois CO₂. A variação de entalpia para a formação de 1 mol de CO₂ foi de -393,5 kJ/mol de reação. Mas agora, como estamos formando 2 mols de CO₂, e como multiplicamos a equação por um fator de 2, também precisamos multiplicar a variação de entalpia por um fator igual a 2. Também vamos riscar esta primeira versão aqui, porque agora estamos fazendo 2 mols de CO₂. Agora vamos conferir a terceira equação. Repare que há 1 mol de gás hidrogênio no lado esquerdo da equação. E, na reação original, também tem 1 mol de gás hidrogênio no lado esquerdo. Devido a isso, não precisamos fazer nada aqui para a equação 3. E, uma vez que não estamos fazendo nada na equação, também não vamos fazer nada na variação de entalpia. Então, vamos ficar com -285,8 kJ/mol de reação. Em seguida, somamos todos os nossos reagentes e produtos. Sendo assim, vamos ter: 2CO₂ + H₂O + 2C + 2 O₂ + H₂ + 1/2 O₂. Vamos fazer o mesmo para os produtos. Temos: C₂H₂ + 5/2 O₂ + 2CO₂ + H₂O. Tudo isto que está escrito aqui são os nossos reagentes. Tudo isto escrito aqui corresponde aos nossos produtos. Agora vamos ver o que podemos cancelar. Há 2CO₂ no lado esquerdo e 2CO₂ no lado direito. Então, eles se cancelam. Há uma água à esquerda e uma água à direita. Então, elas se cancelam também. E há 2 O₂ mais 1/2 O₂, que é 2,5 O₂, ou 5/2 O₂. Sendo assim, o oxigênio se anula em ambos os lados também. Repare que ficamos apenas com dois carbonos mais um hidrogênio molecular, que vai formar um C₂H₂. E isso é igual à nossa equação original. Quando a gente foi capaz de somar as equações e obter a equação geral, de acordo com a lei de Hess, também devemos ser capazes de adicionar as variações de entalpia de cada uma dessas etapas e obter a variação de entalpia para a reação geral. Olhando aqui as variações de entalpia de cada uma das etapas individuais, tivemos 1.299,6 positivo para a primeira equação, para a segunda equação tivemos -393,5 vezes 2, que é -787. E, para nossa terceira equação, tivemos -285,8. Então, isto é -285,8. Quando a gente soma tudo isso aqui, encontra +226,8 kJ/mol de reação. Portanto, para a formação de 1 mol de acetileno a partir de 2 mols de carbono e 1 mol de hidrogênio, teremos uma variação de entalpia para essa reação sendo igual a mais 226,8 kJ/mol de reação. Eu espero que você tenha compreendido todas essas ideias que a gente conversou aqui e, mais uma vez, eu quero deixar para você um grande abraço e dizer que eu te encontro na próxima. Então, até lá!