Considere:
g
g
g
Use a Lei de Hess para determinar
da reação (4).
Use a Lei de Hess para determinar
Passo 1
Dados fornecidos:
O que o enunciado pede:
Determinar da reação (4).
Determinar
Observação importante: o enunciado menciona uma “reação (4)” mas essa reação não foi fornecida na sua mensagem. Portanto, com os dados atuais eu não tenho a fórmula explícita da reação (4). A partir daqui eu vou explicar passo a passo como usar a Lei de Hess para obter
se a reação alvo for conhecida — e mostrar exemplos de aplicação com o dado que você passou — mas não consigo calcular numericamente a
da reação (4) específica porque ela não foi informada.
Passo 2
O que diz a Lei de Hess (explicação didática):
A Lei de Hess afirma que a variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados iniciais e finais (é uma função de estado). Isso significa que se podemos obter a reação desejada somando, subtraindo ou multiplicando outras reações termodinâmicas conhecidas, a entalpia da reação desejada é obtida fazendo exatamente a mesma combinação algébrica das entalpias conhecidas.
A Lei de Hess afirma que a variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados iniciais e finais (é uma função de estado). Isso significa que se podemos obter a reação desejada somando, subtraindo ou multiplicando outras reações termodinâmicas conhecidas, a entalpia da reação desejada é obtida fazendo exatamente a mesma combinação algébrica das entalpias conhecidas.
Em linguagem matemática: se uma reação alvo
pode ser escrita como
onde
são números (podem ser positivos, negativos ou fracionários) e
são equações químicas conhecidas com entalpias
, então
Aqui cada coeficiente multiplicador atua igualmente na equação química e no valor de
.
Passo 3
Operações permitidas e como elas afetam
(com explicação):
-
Multiplicar toda uma equação química por um fator
: - Se
tem entalpia , então tem entalpia . - Exemplo conceitual: se
tem , então tem . - Justificativa: energia escala com quantidade de mols (função de estado extensiva).
- Se
-
Inverter uma equação química:
- Se
tem , então a reação inversa tem . - Exemplo conceitual: síntese
decomposição inverte o sinal da entalpia.
- Se
-
Somar (ou subtrair) equações químicas:
- A soma das reações corresponde à soma das entalpias.
- Então, se
, temos .
Essas três regras são tudo que você precisa para aplicar a Lei de Hess em provas: escala, inversão (sinal) e soma.
Passo 4
Como aplicar isso no papel, passo a passo (método geral, sem reag. (4) explícita):
- Escreva a reação alvo
que você quer obter (a reação (4)). - Veja quais reações conhecidas você tem (no caso temos apenas uma reação conhecida: a formação de
a partir dos elementos, com ). - Use multiplicações por constantes e/ou inversões para transformar as reações conhecidas de modo que, ao somá-las, as espécies químicas apareçam com os mesmos coeficientes da reação alvo; simplifique as espécies que se cancelam entre reagentes e produtos.
- Calcule
fazendo a mesma combinação algébrica dos valores de conhecidos (multiplicando e somando conforme fez com as equações químicas). - Sempre verifique unidades (kJ) e se os coeficientes estequiométricos correspondem exatamente aos da reação alvo.
Observação: se você tiver apenas uma equação conhecida (como a dada), só poderá gerar reações que sejam múltiplos ou o inverso (ou ambos) da equação conhecida. Para obter reações mais complexas normalmente é preciso ter um conjunto de equações-padrão.
Passo 5
Exemplos concretos usando a reação dada (aulas passadas na prática — assim você vê como fazer na prova):
Dado conhecido:
Exemplo A — obter a entalpia de formação de
mol de
:
A reação dada forma mols de
. Se a reação alvo é
A reação dada forma
essa equação é exatamente metade da equação conhecida. Pela regra de escala, multiplicamos a entalpia por
:
Interpretação: formar
mol de
libera
.
Exemplo B — obter a entalpia da decomposição de
mols de
em elementos:
A reação inversa é
A reação inversa é
Invertemos a equação dada, então invertemos o sinal da entalpia:
Interpretação: decompor
mols de
consome
.
Esses exemplos mostram exatamente como você manipula equações e aplica a mesma manipulação sobre os valores de
.
Passo 6
Conclusão prática para a sua questão original:
Sem a expressão explícita da “reação (4)” eu não posso aplicar as regras acima para dar um número específico para dessa reação. O procedimento a seguir seria representar a reação (4) em termos da equação conhecida (por multiplicação e/ou inversão) e então aplicar as operações correspondentes sobre
.
Sem a expressão explícita da “reação (4)” eu não posso aplicar as regras acima para dar um número específico para
Dica final de prova (ângulo motivacional amigo): quando na prova tiver várias equações e te pedirem
de uma reação qualquer, primeiro escreva a reação alvo e, lado a lado, reescreva as equações conhecidas; daí tente combinar (multiplicar/inverter/somar) até igualar os coeficientes — faz igualzinho aos exemplos acima. Vai dar certo, respira fundo e segue passo a passo!
Resposta
Não é possível determinar
: a reação (4) não foi fornecida.