Lei de Hess de Soma de Calor
Quanta energia está envolvida no funcionamento de uma tocha de acetileno?
Desde que haja uma série complexa de reacções a ocorrer, métodos simples para determinar o calor da reacção não funcionarão. Precisamos de desenvolver novas abordagens a estes cálculos.
Adicionar Aquecimentos de Reacção
É por vezes muito difícil ou mesmo impossível medir a mudança de entalpia de uma reacção directamente no laboratório. Algumas reacções ocorrem extremamente lentamente, tornando uma medição directa impraticável. Noutros casos, uma dada reacção pode ser uma etapa intermédia numa série de reacções. Algumas reacções podem ser difíceis de isolar porque reacções laterais múltiplas podem ocorrer ao mesmo tempo. Felizmente, é possível medir a mudança de entalpia de uma reacção através de um método indirecto. A lei de soma de calor de Hess afirma que se duas ou mais equações termoquímicas podem ser somadas para dar uma equação final, então os aquecedores de reacção também podem ser adicionados para dar um calor de reacção para a equação final.
Um exemplo ilustrará como a lei de Hess pode ser usada. O acetileno (C 2 H 2 ) é um gás que queima a uma temperatura extremamente elevada (3300°C) e é utilizado na soldadura (imagem da abertura). No papel, o gás acetileno pode ser produzido pela reacção de carbono sólido (grafite) com gás hidrogénio.
Felizmente, esta reacção seria virtualmente impossível de realizar em laboratório porque o carbono reagiria com hidrogénio para formar muitos produtos de hidrocarbonetos diferentes em simultâneo. Não há forma de criar condições em que apenas o acetileno seria produzido.
No entanto, as mudanças de entalpia para as reacções de combustão são relativamente fáceis de medir. Os aquecedores de combustão para carbono, hidrogénio, e acetileno são mostrados abaixo juntamente com cada equação equilibrada.
Para utilizar a lei de Hess, precisamos de determinar como as três equações acima podem ser manipuladas de modo a que possam ser adicionadas para resultar na equação desejada (a formação de acetileno a partir do carbono e hidrogénio).
Para o fazer, passaremos pela equação desejada, uma substância de cada vez – escolhendo a reacção de combustão a partir das equações numeradas 1-3 acima que contém essa substância. Poderá ser necessário inverter uma reacção de combustão ou multiplicá-la por algum factor para a tornar “adequada” à equação desejada. O primeiro reagente é o carbono e na equação da reacção desejada, o coeficiente do carbono é um 2. Assim, vamos escrever a primeira reacção de combustão, duplicando todos os coeficientes e o 
.
O segundo reagente é o hidrogénio e o seu coeficiente é de 1, tal como na segunda reacção de combustão. Portanto, essa reacção será utilizada como escrito.
O produto da reacção é C 2 H 2 e o seu coeficiente é também 1. Na reacção de combustão #3, o acetileno é um reagente. Portanto, iremos inverter a reacção 3, alterando o sinal do .
Now, estas três reacções podem ser somadas. Qualquer substância que aparece em quantidades iguais como um reagente numa equação e um produto noutra equação cancela algébricamente. Os valores para as alterações de entalpia são igualmente adicionados.
Então o calor de reacção para a combinação de carbono com hidrogénio para produzir acetileno é de 228,3 kJ. Quando se produz uma molécula de acetileno, 228,3 kJ de calor são absorvidos, tornando a reacção endotérmica.
Sumário
- li>Hess’ Lei é utilizada para calcular o calor de reacção para processos que não podem ser medidos directamente.
Prática
Faça os problemas (tantos quantos tiver tempo para) na ligação abaixo:
http://faculty.uscupstate.edu/cbender/Web%20page%20folder%20enmass/chm111/Chm%20111%20worksheets/Hess%27s%20Law%20probs.html
Reavaliação
Questões
- Lista de duas razões que podem impossibilitar a medição directa de um calor de reacção.
- Li>Li>Li>Se uma reacção de combustão for invertida, o que precisa de acontecer ao valor?