Dados os valores de variações de entalpias das seguintes reações de decomposição:
a) Calcule a variação de entalpia da reação
. b) Essa reação é endotérmica ou exotérmica?
Passo 1
O que o enunciado pede:
- (a) Calcular a variação de entalpia da reação
. - (b) Dizer se essa reação é endotérmica ou exotérmica.
Informações fornecidas (peguei os dados diretamente do enunciado):
Passo 2
Conceito que vamos usar (mini-aula): Lei de Hess e regras de manipulação
- A Lei de Hess diz que a variação de entalpia total de uma reação que é soma de etapas é igual à soma das variações de entalpia dessas etapas. Isso permite construir reações alvo combinando reações conhecidas, desde que as espécies intermediárias se cancelem.
- Regras práticas:
- Se você inverter uma equação, troca o sinal de
. - Se multiplicar uma equação por um fator
, multiplica-se por . - Se somar equações, soma-se também os respectivos
.
- Se você inverter uma equação, troca o sinal de
- Nosso objetivo: combinar as reações dadas de modo que, após cancelar espécies intermediárias (como
, , , ), reste exatamente a equação desejada.
Passo 3
Planejamento (por que escolhi este caminho):
- Quero transformar sulfato e carbonato trocando seus cátions entre si:
. - Observando as reações dadas, cada decomposição produz óxidos e
ou . Uma boa estratégia é montar duas somas intermediárias que envolvam troca desses gases ( e ) e que, ao serem somadas, tenham esses gases se cancelando. - Vou usar a decomposição de
e a reação inversa da decomposição de para montar a parte do bário; e a decomposição de junto com a inversa da decomposição de para montar a parte do sódio. Isso permitirá cancelar e .
Passo 4
Manipular as equações (mostrando cada passo e como muda
):
- Usamos a reação dada:
- Invertemos a segunda reação dada (para obter formação de
):
(Observe que inverti a reação
, então o
troca de sinal.)
Agora somamos 1) + 2):
- Usamos a quarta reação dada:
- Invertemos a terceira reação dada (para obter formação de
):
Somando 3) + 4):
Passo 5
Somar as duas equações intermediárias e cancelar intermediários:
- Equação obtida no Passo 4 (parte Ba):
- Equação obtida no Passo 4 (parte Na):
Somando-as, do lado esquerdo temos
e do direito
. Cancelam-se
e
em ambos os lados, sobrando exatamente:
e o
total é a soma:
Passo 6
Interpretação do resultado (mini-aula rápida e encorajamento):
- O valor positivo de
indica que a reação absorve calor do ambiente, ou seja, é endotérmica. - Observação prática: o valor é pequeno (
), portanto a reação é apenas ligeiramente endotérmica — isso pode ser importante em problemas experimentais e de equilíbrio químico. - Você está indo bem! Essa técnica de montar a reação alvo combinando reações dadas e cancelando intermediários é exatamente o que cai em provas — pratique mais alguns casos parecidos para ganhar segurança.
Resposta
(a)
(b) Endotérmica
(b) Endotérmica