3: A Lei de Hess afirma que a variação de entalpia de uma reação química depende unicamente dos estados inicial e final dos reagentes e produtos, independentemente do caminho seguido.
Considere a seguinte reação global:
\mathbf{A} \rightarrow \mathbf{D}, com \boldsymbol{\Delta} \mathbf{H} total \boldsymbol{=} \boldsymbol{- 1 2 0} \mathbf{~ k J}
Essa reação pode ser dividida em três etapas intermediárias:
  • \mathrm{A} \rightarrow \mathrm{B} \quad \triangle \mathrm{Ha}=-40 \mathrm{~kJ}
  • \mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C} \quad \Delta \mathrm{Hb}=\mathrm{x}
  • \mathrm{C} \rightarrow \mathrm{D} \quad \triangle \mathrm{Hc}=-30 \mathrm{~kJ}
    a) Determine o valor de \mathbf{\Delta} \mathbf{H b}.
    b) Reescreva a relação matemática entre \mathbf{\Delta H} total e os valores das etapas.
    c) Classifique o processo como exotérmico ou endotérmico.

Passo 1

O enunciado apresenta a Lei de Hess, que diz que a variação de entalpia de uma reação depende só dos estados inicial e final. Temos a reação global \mathrm{A}\to\mathrm{D} com \Delta H_{\text{total}}=-120\text{ kJ},
e ela é dividida em três etapas: \mathrm{A}\to\mathrm{B} com \Delta H_a=-40\text{ kJ}, \mathrm{B}\to\mathrm{C} com \Delta H_b=x, \mathrm{C}\to\mathrm{D} com \Delta H_c=-30\text{ kJ}.
O conteúdo a usar é a soma algébrica das entalpias intermediárias.

Passo 2

Pela Lei de Hess vale
\Delta H_{\text{total}} \;=\;\Delta H_a + \Delta H_b + \Delta H_c.
Substituindo os valores conhecidos:
-120 = -40 + x + (-30).
Isolando x:
x = -120 -(-40) -(-30) = -120 + 40 + 30 = -50.

Passo 3

A relação matemática que liga a variação total às etapas é simplesmente
\Delta H_{\text{total}} = \Delta H_a + \Delta H_b + \Delta H_c.

Passo 4

Como \Delta H_{\text{total}}=-120\text{ kJ}<0, o processo libera calor e, portanto, é exotérmico.

Resposta

a) \Delta H_b = -50\text{ kJ}
b) \Delta H_{\text{total}} = \Delta H_a + \Delta H_b + \Delta H_c
c) Exotérmico

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