12.º anoPercurso edumaterial
O que vais aprender
- Aplicar a lei de Hess em ciclos termoquímicos.
Compreender
Pretende-se ΔH para C+1/2 O₂→CO. Inverte-se a segunda reação: CO₂→CO+1/2 O₂, agora com ΔH=+283 kJ/mol. Somando com a primeira, CO₂ cancela e sobra C+1/2 O₂→CO. A entalpia procurada é −394+283=−111 kJ/mol. Inverter uma equação inverte o sinal de ΔH; multiplicá-la por dois duplicaria também ΔH. Esta contabilidade decorre de a entalpia ser função de estado.
Os valores são aproximados e dependem de estados físicos e condições padrão implícitas. Misturar dados de condições diferentes sem correção pode invalidar a comparação. A lei de Hess não informa a velocidade da reação nem o mecanismo microscópico: duas rotas com os mesmos estados termodinâmicos têm igual variação de entalpia, ainda que tempos de reação sejam diferentes. Conferir cancelamento de espécies é tão importante quanto somar números.
Exemplo resolvido
Num diagrama termoquímico abstrato, A→B tem ΔH=+30 kJ/mol e B→C tem ΔH=−50 kJ/mol. Qual é ΔH da rota A→C entre os mesmos estados?
- As duas etapas partilham o estado intermédio B: A→B seguido de B→C deixa a transformação global A→C.
- A entalpia é função de estado; somamos as variações com os seus sinais: +30+(−50)=−20 kJ/mol.
- O resultado descreve a diferença entre A e C, sem determinar a rapidez ou o mecanismo de uma reação real.
Para os estados hipotéticos dados, ΔH(A→C)=−20 kJ/mol.
Atenção ao erro
Ao inverter a reação, conserva-se sempre o sinal de ΔH.
Verifica agora
Retoma o caso da explicação: Que reação deves inverter?
Ver solução explicada
Resposta: CO+1/2 O₂→CO₂, passando a CO₂→CO+1/2 O₂.
Escolhe rota que cancele CO₂.
Retoma o caso da explicação: Qual o ΔH da reação invertida?
Ver solução explicada
Resposta: +283 kJ/mol.
Troca o sinal ao inverter.
Retoma o caso da explicação: Qual o ΔH de C+1/2 O₂→CO?
Ver solução explicada
Resposta: −394+283=−111 kJ/mol.
Soma entalpias das equações coerentes.
A lei de Hess determina a rapidez da formação de CO?
Ver solução explicada
Resposta: Não; relaciona estados energéticos, não cinética.
Distingue termodinâmica e velocidade.
Alinhamento curricular e fontes
- Transformações de energia — 12.º ano, página 10. Objetivo oficial parafraseado: Aplicar a lei de Hess em ciclos termoquímicos.. O exemplo, a sequência e os exercícios são editoriais. · Aprendizagens Essenciais · quimica-pt · 12-ano