Termoquímica Exercícios Resolvidos – Lei de Hess em 3 Simples Passos

Sabia que aprender Lei de Hess por exercícios resolvidos o fará mais preparado para as provas?

Por isso fiz este artigo para te ensinar o passo a passo para responder qualquer questão de Lei de Hess.

Acompanhe este artigo até o final.

Nele você vai aprender:

  • O que é Lei de Hess
  • Passo a passo para resolver exercícios de Lei de Hess.

O que é Lei de Hess?

A Lei de Hess é uma método experimental de se calcular a variação de Entalpia de uma Reação Química, a partir de reações intermediárias, cada uma com uma entalpia de reação específica, como no exemplo abaixo.

Lei de Hess exercícios resolvidos - Reação global e intermediária

Perceba neste exemplo que temos uma reação global com suas respectivas reações intermediárias (3 reações intermediárias).

A combinação dessas reações intermediárias resulta na reação global apresentada. Perceba que temos as entalpias das reações intermediárias, mas não temos a entalpia da reação global.

É possível calcular a variação de entalpia da reação global, a partir das entalpias das reações intermediárias, segundo a Lei de Hess.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - definição

A primeira reação intermediária tem entalpia igual a +177kJ/mol; enquanto a segunda reação intermediária possui entalpia de +95kJ/mol, e a terceira reação possui entalpia de +286kJ/mol.

A lei de hess pode ser considerada, atualmente, como uma simples consequência do princípio da conservação de energia, em que, a entalpia da reação global é resultado da soma das entalpias de reações intermediárias.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - entalpia global

Se você quiser aprender mais sobre Termoquímica, clique neste link para acessar ao artigo: Termoquímica-Guia Completo para aprender definitivamente. Clique Aqui.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos  – passo a passo 

Para resolver qualquer questão de Lei de Hess, basta seguir o passo a passo de resolução.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Passo#1 – Escrever as reações intermediárias fornecidas

Você precisa escrever as reações intermediárias fornecidas na questão, uma embaixo da outra, com suas respectivas entalpias. Visualize a figura abaixo:

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Reação global e intermediária

Perceba que as reações intermediárias foram escritas uma abaixo da outra.

Em seguida, você deve seguir ao passo #2.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos – Passo # 2 – Organizar as reações intermediárias de acordo com a reação global.

Neste passo você deve verificar 2 pontos básicos:

Ponto 1 - Reagentes da Reação global devem ser iguais a Reagentes da Reação intermediária, ou Produtos da Reação global devem ser iguais a Produtos da Reação intermediária;

Ponto 2Se os coeficientes estequiométricos das substâncias na reação global são iguais aos coeficientes estequiométricos da mesma substância na reação intermediária.

Vamos falar de cada item logo abaixo.

Explicação Ponto 1 - Reagente ou Produtos da reação global = Reagentes ou Produtos da reação Intermediária

Nesta etapa da resolução, você deve verificar se os reagentes da reação global se encontram, também, nos reagentes das reações intermediárias. Fazendo o mesmo para os produtos. Veja a figura abaixo:

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Verificação de substâncias

Como mostrado acima, a hidroquinona, representada em vermelho, na reação global e na primeira reação intermediária encontra-se nos reagentes. A substância C6H4O2 , representada em laranja, por sua vez, encontra-se no produto tanto na reação global, quanto na primeira reação intermediária.

Como o reagente da reação global é igual ao da primeira reação intermediária, o mesmo acontecendo com o produto, então essa primeira reação intermediária não precisa ser invertida.

Por outro lado, o H20(l), em azul, encontra-se no produto da reação global e nos reagentes das segunda e terceira reações intermediárias. Neste caso, é preciso inverter as reações intermediárias 2 e 3.

MAS ATENÇÃO: Sempre que invertemos a reação intermediária, a entalpia da reação invertida muda de sinal.

Visualize a figura abaixo e perceba que as reações intermediárias 2 e 3 foram invertidas e suas entalpias tiveram o sinal alterado. Os sinais positivos tornaram-se negativos. Compare com a figura acima e perceba as diferenças.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Inverter Sinal

Perceba que com essa inversão o H2O(l), que se encontra no produto da reação global, se encontra também nos produtos das reações intermediárias, atendendo o nosso objetivo.

Explicação Ponto 2 - Coeficientes estequiométricos das reações intermediárias devem ser iguais aos da reação global

No nosso exemplo acima, os coeficientes estequiométricos das substâncias são iguais. Por exemplo, a hidroquinona tem coeficiente igual a 1 tanto na reação global, quanto na primeira reação intermediária; o mesmo acontece com H2O2.

Contudo, nem sempre isso acontece.

É muito comum questões que apresentam mesmas substâncias com coeficientes estequiométricos diferentes entre a reação global e reação intermediária. Nestes casos teremos que multiplicar ou dividir a reação por algum número inteiro. Você pode visualizar isso, na questão resolvida logo abaixo. Confira lá!

Lei de Hess Exercícios Resolvidos – Passo # 3 – Somar matematicamente as reações

O terceiro e último passo é aquele em que somam-se matematicamente os reagentes das reações intermediárias, os produtos das reações intermediárias e as entalpias. Como pode ser visto na figura abaixo.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Soma das reações intermediárias

Perceba que todos os reagentes das reações intermediárias são somados, assim como todos os produtos. Contudo, veja que alguns compostos, como o O2 e o H2 estão presentes tanto nos reagentes como nos produtos, com os mesmos coeficientes estequiométricos (1/2) e 1 respectivamente. Desta forma, é possível cortá-los da equação.

Com isso, a reação obtida se torna a mesma da reação global original.

Para calcular a entalpia de reação, basta somarmos as entalpias das reações intermediárias, ou seja, basta que somemos 177 + ( -95) + (-286) o que oferece um valor igual a -204kJ/mol.

Desta forma, foi possível determinar a entalpia da reação global a partir da entalpia de reações intermediárias.

Para te ajudar ainda mais a aprender este assunto, resolvi a questão abaixo para você visualizar a prática da resolução de questões sobre lei de hess.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - QUESTÃO PROPOSTA

Abaixo vamos resolver uma questão aplicando os 3 passos acima demonstrados.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Questão

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Passo#1 – Escrever as reações intermediárias fornecidas

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Passo 1 - reações intermediárias

No primeiro passo você deve escrever as reações intermediárias fornecidas. É recomendado que você escreva-as uma embaixo da outra.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos– Passo # 2 – Organizar as reações intermediárias de acordo com a reação global.

Como visto antes, o passo #2 é dividido em 2 etapas: 

Na primeira etapa você deve organizar as reações intermediárias de forma que os reagentes da reação global apareçam nos reagentes das reações intermediárias, assim como, os produtos da reação global apareçam no produto das reações intermediárias.

Visualize abaixo que enquanto na reação global, em verde, o WC(s) encontra-se no produto, na terceira reação intermediária, destacada em vermelho, encontra-se no reagente.

Nós precisamos inverter a referida reação intermediária para ficar condizente com a reação global.

Visualize abaixo essa inversão.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Passo 2 - organizar as reações

Perceba que a terceira reação intermediária, após ser invertida, teve sua entalpia alterada de sinal, tornando-se positiva.

Na segunda etapa do passo #2 você precisa verificar se os coeficientes estequiométricos das reações condizem com a reação global.

No esquema abaixo, você pode perceber que, enquanto a reação global, representada de verde, possui a substância W(s) no reagente com coeficiente estequiométrico 1, na primeira reação intermediária W(s) possui coeficiente estequiométrico 2. O mesmo acontece com a substância WC(s) na terceira reação intermediária.

Nos dois casos, você deve dividir a reação por 2, para que o coeficiente estequiométrico das referidas reações intermediárias sejam iguais ao da reação global, como pode ser visto abaixo.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Passo 2 - Ajustar coeficientes estequiométricos

Perceba que ao dividir as reações intermediárias por 2, as entalpias das reações também são divididas, resultando nas reações e entalpias destacadas em vermelho e azuis no quadro acima.

Após essa organização das reações, basta somar as reações de acordo o passo #3 abaixo demonstrado.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos – Passo # 3 – Somar matematicamente as reações

Após a organização das reações, é preciso somar todas elas, inclusive as entalpias, como demonstrado abaixo.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Passo 3 - Somar as reações

A soma das equações deve ser feita como em uma equação matemática. Mesmas substâncias devem ter seus coeficientes somados, como apresentado abaixo em que o oxigênio (O2 ), representado em vermelho,  tem seus coeficientes 3/2 e 1 somados, resultando em coeficiente igual a 5/2.

Substâncias iguais e com mesmo coeficiente, que estejam tanto nos reagente, quanto nos produtos devem ser cortados na equação matemática ( veja os cortes de vermelhos, azul e verde), restando a reação global, como a destacada em vermelho.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos - Passo 3 - Resolução da questão

A entalpia da reação global é o resultado da soma das entalpias das reações intermediárias após sofrerem as mudanças de sinais e divisões necessárias decorrentes do passo #2. Veja a figura acima.

Na questão acima, a entalpia da reação global encontrada é -38kJ. O valor negativo mostra que é uma reação exotérmica.

GABARITO DA QUESTÃO : LETRA C

Agora fique atento aos principais erros cometidos pelos alunos ao resolver questões de lei de hess.

Lei de Hess Exercícios Resolvidos – Os principais erros cometidos pelos alunos

O passo 2 é sem dúvida o mais crítico na resolução de questões de lei de hess. É onde grande parte dos alunos erram e onde você deve prestar mais atenção.

Os alunos, ou esquecem de inverter o sinal de entalpia, ou ao multiplicarem a reação por um número inteiro, esquecem de multiplicar também a entalpia. Portanto fique atento para não cometer o mesmo erro.

Agora que você aprendeu o passo a passo para resolver exercícios de leis de hess, curta nosso artigo e compartilhe-o com seus amigos.

Nos vemos no próximo artigo!!

Grande Abraço e bons estudos.

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *