Lei de Hess

Caros leitores, neste post falaremos sobre a Lei de Hess.

Lei de Hess???

Calma, vou já te explicar..

Lei de Hess: é a variação de entalpia (quantidade de calor liberada ou absorvida) em uma reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação.

Para explicar essa lei, utilizaremos um exemplo bem simples:

Para transformação de C (grafite) + O₂ (g) em CO₂ (g), podemos admitir dois caminhos diferentes, conforme o esquema adiante:

• Diretamente (primeiro caminho);

•  Através do CO (g) (segundo caminho);

A essas duas alternativas correspondem os seguintes valores experimentais, para as variações de entalpia (supondo pressão e temperatura constantes):

Primeiro caminho:   C (grafite) +    O₂ (g)  → CO₂ (g)                               ∆H = -393,3 kJ

Segundo caminho:  C (grafite) +½ O₂ (g) → CO₂ (g)                                ∆H = -110,3 kJ

                                  C (grafite) + ½O₂ (g) → CO₂ (g)                                ∆H = -283 kJ

Somando: ∆H₁ + ∆H₂ = - 110,3 – 283

                  ∆H₁ + ∆H₂ = - 393,3 kJ

Portanto: ∆H = ∆H₁ + ∆H₂ 

Graficamente:

Generalizando, dizemos que “partindo-se sempre de um mesmo estado inicial e chegando-se sempre a um mesmo estado final, ∆H sempre será o mesmo, quer a reação seja direta, quer ela se efetue em várias etapas” (ou ainda, o ∆H independe do caminho percorrido durante a reação).

Essa constatação serve para confirmar que cada estado tem uma entalpia ou conteúdo de calor (H) fixo e bem definido:

• No estado inicial: H_inicial tem valor fixo;
• No estado final: H_final também possui valor fixo.

Em outras palavras, a entalpia é função de estado. Consequentemente, o valor de ∆H (∆H = H_final - H_inicial) será também fixo e bem definido, não dependendo das etapas ou estados intermediários. Por esse motivo, a lei de Hess é também chamada lei dos estados inicial e final. Embora tenha surgido independentemente, a lei de Hess pode ser considerada, atualmente, como uma simples consequência do princípio da conservação de energia ou do primeiro princípio da termodinâmica.

1.1 Conseqüências da lei de Hess

1a) As equações termoquímicas podem ser somadas como se fossem equações matemáticas

Retomando o exemplo anterior, temos:

Daí a lei de Hess ser também chamada de lei da soma dos calores de reação. Essa técnica de somar equações é muito útil, pois permite calcular o ∆H de certas reações cuja execução experimental é muito difícil e, às vezes, impossível.

2ª) Invertendo uma equação termoquímica, devemos trocar o sinal de ∆H.

Esse fato deve forçosamente acontecer porque, somando uma equação à sua inversa, o resultado final deve ser zero. Por exemplo:

Em outras palavras, isso representa a conservação de energia entre os estados inicial e final:

3ª) Multiplicando (ou dividindo) uma equação termoquímica por um número diferente de zero, o valor de ∆H será também multiplicado (ou dividido) por esse número.

Basta imaginar a equação somada a si própria várias vezes.

Fonte: Feltre, Ricardo, 1928- .

                Química / Ricardo Feltre. — 6. ed. —

         São Paulo : Moderna, 2004.