Use a lei de Hess a partir dos seguintes dados:
Determine
para a seguinte reação, uma importante fonte do gás hidrogênio.
Passo 1
O enunciado fornece três reações com seus
e pede o
da reação alvo. Vou listar exatamente os dados que temos (peguei-os do enunciado):
Dadas as reações e entalpias padrão:
A reação cujo
deve ser determinado é:
Passo 2
Breve aula: Lei de Hess (em palavras simples)
- A entalpia é uma função de estado: o valor de
para uma transformação depende apenas dos estados inicial e final, não do caminho. - Por isso, se uma reação alvo pode ser obtida somando, multiplicando ou invertendo reações dadas, o
da reação alvo é a mesma combinação linear dos das reações usadas. - Regras práticas: ao multiplicar uma equação química por um fator
, multiplica-se também por . Ao inverter uma equação, troca-se o sinal de . Ao somar equações, somam-se as entalpias.
Vou aplicar isso montando uma combinação das três reações dadas que resulte exatamente na reação alvo.
Passo 3
Montar uma combinação linear das reações dadas. Defino coeficientes
(números racionais) tais que:
produza a reação desejada. Escrevendo as três reações simbólicas (somente as espécies, sem os
ainda):
A combinação linear dá, no lado esquerdo, as somas ponderadas das espécies e, no direito, também. Quero que o resultado seja:
Passo 4
Montar e resolver as equações de balanço para os coeficientes
.
- Balanceamento da
: na soma aparece mols de no lado dos reagentes, e na reação alvo há . Logo
- Balanceamento do
: na soma aparece mols de nos reagentes e mols nos produtos; queremos que o desapareça (não aparece na reação alvo). Assim
- Balanceamento da
: na soma aparece mols de nos reagentes e mols nos produtos; queremos que a desapareça também. Assim
- Verificação final (checando as demais espécies):
- Soma dos
reagentes: , OK (um no reagente). -
produzido: , OK (um no produto). -
produzido: , OK (dois no produto).
Portanto a combinação correta é:
Passo 5
Calcular
pela combinação linear das entalpias:
Substituindo os valores fornecidos:
Faço as contas passo a passo:
Somando:
Passo 6
Interpretação curta e ânimo: o valor encontrado
é negativo, ou seja, a reação é levemente exotérmica (libera energia), mas o valor absoluto é pequeno comparado às entalpias individuais dadas. Boa notícia: você conseguiu formar a reação alvo combinando as equações dadas — é exatamente esse o uso prático da lei de Hess. Força nos estudos, você está indo bem!