Exercícios De Leis De Hess

Reza April 19, 2021
EXERCÍCIOS DE LEI DE HESS

As leis de Hess são um conjunto de regras que permitem calcular a variação de entalpia de uma reação química, que é a quantidade de energia envolvida em uma reação. Essas leis são importantes porque nem sempre é possível medir diretamente a variação de entalpia de uma reação, mas é possível calcular com base em outras reações conhecidas. Neste artigo, vamos discutir alguns exercícios de leis de Hess e como resolvê-los.

O que são leis de Hess?

As leis de Hess foram formuladas pelo químico suíço Germain Hess no século XIX. Ele observou que a variação de entalpia de uma reação química não depende da rota pela qual a reação ocorre, mas apenas dos estados inicial e final dos reagentes e produtos.

Isso significa que, se conhecemos as variações de entalpia de outras reações que levam aos mesmos produtos ou reagentes, podemos calcular a variação de entalpia da reação que estamos interessados.

As leis de Hess incluem a lei da soma dos entalpias, que afirma que a variação de entalpia de uma reação é igual à soma das variações de entalpia de outras reações que levam aos mesmos produtos e reagentes, desde que as outras reações sejam combinadas na proporção correta.

Exercício 1

Considere a reação:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) ΔH = -571,6 kJ/mol

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Calcule a variação de entalpia da reação:

2H2O2(l) → 2H2O(l) + O2(g)

Para resolver este problema, precisamos encontrar outras reações que levam aos mesmos produtos e reagentes da reação que estamos interessados.

Uma maneira de fazer isso é decompor a reação em etapas que conhecemos. Por exemplo, podemos decompor a reação original em duas etapas:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O2(l) ΔH1

2H2O2(l) → 2H2O(l) + O2(g) ΔH2

Observe que a segunda etapa é exatamente a reação que queremos calcular. Para encontrar a variação de entalpia da primeira etapa, podemos usar a reação inversa:

2H2O2(l) → 2H2(g) + O2(g) ΔH1′

Observe que a reação inversa tem a mesma variação de entalpia, mas com sinal oposto. Isso ocorre porque a reação inversa tem os produtos da primeira etapa como reagentes e vice-versa.

Agora, podemos usar a lei da soma dos entalpias para calcular a variação de entalpia da reação original:

ΔH = ΔH1 + ΔH2 = ΔH1′ + (-ΔH2)

Substituindo os valores conhecidos:

-571,6 kJ/mol = ΔH1 + ΔH2 = ΔH1′ + (-ΔH2)

ΔH2 = -196,2 kJ/mol

Portanto, a variação de entalpia da reação 2H2O2(l) → 2H2O(l) + O2(g) é -196,2 kJ/mol.

Exercício 2

Considere a reação:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) ΔH = -571,6 kJ/mol

Calcule a variação de entalpia da reação:

H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l)

Para resolver este problema, precisamos encontrar outras reações que levam aos mesmos produtos e reagentes da reação que estamos interessados.

Uma maneira de fazer isso é decompor a reação original em etapas que conhecemos. Por exemplo, podemos decompor a reação original em três etapas:

H2(g) → 2H(g) ΔH1

1/2O2(g) → O(g) ΔH2

2H(g) + O(g) → H2O(l) ΔH3

Observe que a etapa 1 é a metade da reação que queremos calcular, e a etapa 2 é a metade da reação original. Podemos usar a lei da soma dos entalpias para calcular a variação de entalpia da reação original:

ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3/2

Substituindo os valores conhecidos:

-571,6 kJ/mol = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3/2

Agora, precisamos encontrar a variação de entalpia da etapa 1, que é a metade da reação que estamos interessados. Podemos usar a reação inversa para achar a variação de entalpia:

2H(g) → H2(g) ΔH1′

Observe que a reação inversa tem a mesma variação de entalpia, mas com sinal oposto.

Agora, podemos usar a lei da soma dos entalpias novamente para encontrar a variação de entalpia da reação que queremos calcular:

ΔH’ = ΔH1’/2 + ΔH2 + ΔH3/2

Substituindo os valores conhecidos:

ΔH’ = -285,8 kJ/mol

Portanto, a variação de entalpia da reação H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) é -285,8 kJ/mol.

Exercício 3

Considere as seguintes reações:

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) ΔH1 = -890,4 kJ/mol

CO(g) + 1/2O2(g) → CO2(g) ΔH2 = -283,0 kJ/mol

H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) ΔH3 = -241,8 kJ/mol

Calcule a variação de entalpia da reação:

CH4(g) + CO(g) → 2CO2(g) + 2H2(g)

Para resolver este problema, precisamos encontrar outras reações que levam aos mesmos produtos e reagentes da reação que estamos interessados.

Podemos decompor a reação em etapas que conhecemos:

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) ΔH1

CO(g) + 1/2O2(g) → CO2(g) ΔH2

H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) ΔH3

CO2(g) + H2(g) → CO(g) + H2O(l) ΔH4

A etapa 4 é a reação inversa da reação que queremos calcular. Podemos inverter o sinal da variação de entalpia para obter a variação de entalpia da reação que queremos calcular:

CO(g) + H2O(l) → CO2(g) + H2(g) ΔH4′ = -ΔH4

Agora, podemos usar a lei da soma dos entalpias para calcular a variação de entalpia da reação que queremos calcular:

ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ΔH4′

Substituindo os valores conhecidos:

ΔH = -890,4 kJ/mol – 283,0 kJ/mol – 241,8 kJ/mol + 41,1 kJ/mol = -1374,1 kJ/mol

Portanto, a variação de entalpia da reação CH4(g) +

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Reza Herlambang

Eu sou um escritor profissional na área de educação há mais de 5 anos, escrevendo artigos sobre educação e ensino para crianças na escola.

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