Welcome To My Blogger
O Blogger "Somos Físicos" aborda assuntos diversos relacionados a Ciência, Cultura e lazer.Todas as postagens são pesquisas coletadas na internet.

Welcome To My Blogger

domingo, 24 de agosto de 2014

LEI DE HESS (ENEM)

A lei de Hess diz que em uma determinada reação o valor da variação da entalpia (?H) depende apenas dos estados inicial e final. 

É uma lei importante porque permite calcular o ?H de processos difíceis de serem feitos isoladamente.

A lei de Hess foi criada pelo químico suíço Germain H. Hess (1802-1850), que é considerado um dos fundadores da Termoquímica. Sua lei dizia o seguinte:
A Lei de Hess diz que a quantidade de calor liberada ou absorvida numa reação química depende somente dos estados inicial e final da reação. A quantidade de calor não depende do caminho da reação.

Ou seja, o ΔH depende somente dos valores das entalpias dos reagentes e dos produtos, conforme a expressão:
ΔH = ΔHreagentes + ΔHprodutos
Por exemplo, consideremos a reação em que 1 mol de água (H2O) é transformado em água no estado gasoso.
 Essa reação é realizada duas vezes; porém, optou-se por caminhos diferentes:
(1º) Foi realizada em uma única etapa:
H2O(l) → H2O(v)   ΔH= +44 kJ
Representação gráfica da reação de transformação da água para seu estado gasoso em uma única etapa.
(2º) Foi realizada em duas etapas:
1ª etapa: H2O(l) → H2(g) + ½ O2 (g) ΔH= +286 kJ
2ª etapa: H2(g) + ½ O2 (g) → H2O(v)   ΔH= -242 kJ
H2O(l) → H2O(v)   ΔH= +44 kJ
Representação gráfica da reação de transformação da água para seu estado gasoso em duas etapas.
Observe que independentemente de ter-se realizado uma ou duas etapas, a variação da entalpia (ΔH) é sempre igual a 44 kJ. Isso ocorre por que o ΔH é a soma algébrica dos valores de ΔH das etapas que compõem o processo, ou seja, dos processos intermediários:
ΔH = ΔH1 + ΔH2 +  ΔH3 + ...
Por exemplo, no segundo caso, o ΔH total da reação foi a soma do ΔH da primeira etapa (ΔH= +286 kJ) com o da segunda (ΔH= -242 kJ). Assim, obtivemos o mesmo valor da reação com uma única etapa:
ΔH = (+286 + (-242)) kJ
ΔH = (+286 -242) kJ
ΔH = +44 kJ
Portanto, apenas nos interessam os valores inicial e final. Nesse caso, o estado inicial corresponde a H2O(l) e o final a H2O(v).
Os dois caminhos de transformação da água podem ser representados desta forma.
O processo para a resolução consiste em trabalhar convenientemente com as equações fornecidas de modo que, de sua soma algébrica, resulta na equação principal, possibilitando o cálculo do ΔH.A Lei de Hess constitui uma "ferramenta" poderosa para o cálculo da variação de  entalpia de reações que não podem ser determinadas experimentalmente.
De acordo com o Princípio da Conservação da Energia, esta não pode ser criada, nem destruída, apenas transformada.
Suponha as seguintes transformações: 
A transformação do reagente A em produto B pode ocorrer por dois caminhos:
  • direto, com variação de entalpiaΔH 1,
  • em etapas, do reagente A para o intermediário C, com variação de entalpia ΔH2, e daí para o produto B, com calor de reação ΔH 3.
Como a energia não pode ser criada nem destruída, então: ΔH1 = ΔH2 + ΔH3.
Caso esta igualdade não se verifique, teríamos perdido ou ganho energia, contrariando o Princípio da Conservação.
Em decorrência do Princípio da Conservação de Energia, a Lei de Hess diz que:
"A variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final do sistema, não importando etapas intermediárias pelas quais a transformação química passou".
Em outras palavras, se uma transformação química ocorre em várias etapas, o  ΔHda reação será igual à soma das variações de entalpia das diversas etapas.
Como conseqüência podemos somar duas ou mais equações termoquímicas e o ΔH da equação resultante será igual à soma dos ΔH das equações adicionadas.
A Lei de Hess constitui uma "ferramenta" poderosa para o cálculo da variação de entalpia de reações que não podem ser determinadas experimentalmente.
O processo para a resolução consiste em trabalhar convenientemente com as equações fornecidas de modo que, de sua soma algébrica, resulta na equação principal, possibilitando o cálculo do ΔH .
Além disso, devemos lembrar que na Lei de Hess:
  • invertendo uma equação, o ΔH muda de sinal,
  • multiplicando os coeficientes de uma equação por um número, o ΔH também fica multiplicado por esse número.
Exemplo: O calor de formação do metano, CH4, não pode ser determinado por medidas calorimétricas pois a reação é lenta e apresenta reações secundárias.
A partir das seguintes equações

I. C(grafite) + O2(g) 
 CO2(g)  
ΔH= - 94,05 kcal
II. H2(g) + ½ O2(g) H2O(l) ΔH = - 68,32 kcal
III. CH4(g) + 2 O2(g)  CO2(g) + 2 H2O(l) ΔH = - 212,87 kcal
pode-se determinar a variação da entalpia da reação de formação do metano:
C(grafite) + 2 H2(g) CH4(g) ΔH = ?
As seguintes operações devem ser feitas:
  • manter a equação I
  • multiplicar a equação II por 2
  • inverter a equação III
Assim,
C(grafite) + O2(g) ⇔ CO2(g) ΔH = - 94,05 kcal
H2(g) + ½ O2(g) ⇔ H2O(l) ΔH = 2.(- 68,32) kcal
CO2(g) + 2 H2O(l) ⇔CH4(g) + 2 O2(g)ΔH  = + 212,87 kcal
__________________________________________________
C(grafite) + 2 H2(g) ⇔ CH4(g)ΔH  = - 17,82 kcal 
http://www.coladaweb.com/quimica/fisico-quimica/lei-de-hess
http://www.brasilescola.com/quimica/lei-hess.htm

Nenhum comentário:

Postar um comentário

AGRADEÇO SUA VISITA.
VOLTE SEMPRE.