Entalpia E Lei De Hess

• Lei de Hess - A lei de Hess diz que em uma determinada reação o valor da variação da entalpia (?H) depende apenas dos estados inicial e final. É uma lei importante porque permite calcular o ?H de processos difíceis de serem feitos isoladamente.

Ou seja, o ΔH depende somente dos valores das entalpias dos reagentes e dos produtos, conforme a expressão:

ΔH = ΔHreagentes + ΔHprodutos

Por exemplo, consideremos a reação em que 1 mol de água (H2O) é transformado em água no estado gasoso. Essa reação é realizada duas vezes; porém, optou-se por caminhos diferentes:

(1º) Foi realizada em uma única etapa:

H2O(l) → H2O(v) ΔH= +44 kJ

(2º) Foi realizada em duas etapas:

1ª etapa: H2O(l) → H2(g) + ½ O2 (g) ΔH= +286 kJ

2ª etapa: H2(g) + ½ O2 (g) → H2O(v) ΔH= -242 kJ

H2O(l) → H2O(v) ΔH= +44 kJ

Observe que independentemente de ter-se realizado uma ou duas etapas, a variação da entalpia (ΔH) é sempre igual a 44 kJ. Isso ocorre por que o ΔH é a soma algébrica dos valores de ΔH das etapas que compõem o processo, ou seja, dos processos intermediários:

ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ...

Por exemplo, no segundo caso, o ΔH total da reação foi a soma do ΔH da primeira etapa (ΔH= +286 kJ) com o da segunda (ΔH= -242 kJ). Assim, obtivemos o mesmo valor da reação com uma única etapa:

ΔH = (+286 + (-242)) kJ

ΔH = (+286 -242) kJ

ΔH = +44 kJ

Portanto, apenas nos interessam os valores inicial e final. Nesse caso, o estado inicial corresponde a H2O(l) e o final a H2O(v).

Essa lei se tornou muito importante na Termoquímica, porque determinadas reações químicas não podem ter seu ΔH determinado experimentalmente. Entretanto, de acordo com a Lei de Hess a entalpia desse tipo de reação pode ser calculada por meio das entalpias de outras reações (reações intermediárias).

Por Jennifer Fogaça

Graduada em Química

Equipe Brasil Escola

O químico suíço Germain Henry Hess (1802-1850) teve uma grande contribuição para a química, mas especificamente para a Termoquímica, seus estudos envolvem a entalpia de reações químicas. Graças a este cientista é possível calcular a variação de entalpia, a Lei de Hess recebeu este nome em homenagem ao seu criador e tem a seguinte definição:

Para uma dada reação, a variação de entalpia depende apenas do estado inicial dos reagentes e do estado final dos produtos, esteja essa reação ocorrendo em uma ou várias etapas.

Um exemplo pode auxiliar no entendimento desta lei: se você fosse fazer um passeio e para chegar ao seu destino tivesse à sua disposição dois caminhos, um mais longo e um mais perto, qual deles você tomaria? É claro que o atalho é o preferido, mas de qualquer forma o destino final é o mesmo, ou seja, o local de partida e o de chegada não muda, o que muda é a trajetória escolhida. A variação de entalpia em uma reação também funciona assim: ela depende apenas do estado inicial e final e independe dos estados intermediários.

Agora veja a aplicação da lei de Hess na passagem da água do estado líquido para o estado gasoso. A variação de entalpia é representada por ?H:

H20(l) → H20(g) ?H = + 44 KJ

Repare que nesta equação a passagem de 1 mol de H20(l) para o estado gasoso foi feita numa única etapa, veja abaixo como obter o mesmo produto em duas etapas:

A equação global nos permite verificar que o ?H (final) de uma reação pode ser obtido pela soma algébrica dos ?H de reações intermediárias.

Através das demonstrações acima podemos concluir que a variação de entalpia (?H) é a mesma, seja a reação realizada em uma ou várias etapas como especifica a Lei de Hess.

• VARIAÇÃO DE ENTALPIA:

O conteúdo energético de uma substância ou de um sistema é chamado de entalpia. No entanto, não há como medir a entalpia em si, o que se pode calcular é a variação de entalpia (ΔH). A variação de entalpia consiste no calor liberado ou absorvido numa reação química que ocorre a pressão e temperatura normais (1 atm e 25°C).

Assim como qualquer outra forma de medida, a entalpia também tem um ponto inicial, ou seja, parte do zero. Por convenção, foi estabelecido que substâncias simples, em sua forma mais estável, têm valor de entalpia igual a zero, o que recebe o nome de entalpia padrão. Isso possibilita a comparação das entalpias de dadas substâncias nas mesmas condições de temperatura e pressão. A variação da entalpia padrão (ΔH°) se dá nas reações em que todas as substâncias participantes estão em seus respectivos estados padrão.

Segundo a Lei de HYPERLINK "http://www.infoescola.com/quimica/lei-de-hess/"Hess, a entalpia padrão de uma reação é igual à soma das entalpias padrões das subdivisões da reação global, dependendo apenas dos estados inicial e final. Observe:

X + Y → Z ΔH1

Z + W → A + K ΔH2

K → Y + B ΔH3

X + W → A + B ΔH

Sendo assim, ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3.

Veja que a reação global ocorre em 3 etapas (pode também ocorrer em número maior ou menor), em que cada etapa tem um valor de variação de entalpia, devido ao arranjo das moléculas presentes. Nesse caso, são eliminadas da reação, substâncias que aparecem mais de uma vez, por exemplo, o Z e o Y, da mesma forma que se elimina numa expressão matemática, números iguais de mesma hierarquia que se repetem (+2 e -2, por exemplo). O ΔH será sempre o mesmo, não importando se é determinado pelo método direto ou pelo método de soma das reações.

Existem alguns fatores que influem na variação da entalpia, tais como temperatura,