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Lei de Hess – montagem de ciclos de entalpia

QuímicaTermoquímica e termodinâmicaIdades 15–16

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Quatro telas sobre a lei de Hess. Ciclo de Hess: calcule o ΔrH de uma reação por meio de entalpias de formação, entalpias de combustão ou entalpias médias de ligação, como ciclo ou como diagrama de níveis de energia, passo a passo. Combinar equações: inverta, multiplique e some equações dadas até obter a equação desejada. Ciclo de Born–Haber: calcule a entalpia de rede de NaCl, KCl, LiF, MgO e MgCl₂. Laboratório: use um calorímetro de copo de isopor para encontrar, de forma indireta, a entalpia de hidratação do CuSO₄ ou a entalpia de formação do MgO.

Aula: Variação de entalpia; entalpias de formação e de combustão, entalpias de ligação; lei de Hess; ciclos de Born–Haber

O que mostra

A lei de Hess afirma que a variação de entalpia de uma reação é a mesma, qualquer que seja o caminho dos reagentes aos produtos, porque a entalpia é uma função de estado. Ela permite encontrar variações de entalpia que não podem ser medidas diretamente. Passar pelos elementos dá ΔrH = ΣΔfH(produtos) − ΣΔfH(reagentes); passar pelos produtos de combustão dá ΔrH = ΣΔcH(reagentes) − ΣΔcH(produtos). As entalpias médias de ligação dão apenas uma estimativa. Um ciclo de Born–Haber aplica a mesma ideia à formação de um sólido iônico para encontrar sua entalpia de rede.

Como usar

Em Ciclo de Hess, escolha uma Reação e um Caminho, clique em Passo a passo para seguir ΔH₁ e ΔH₂ e mude Visualização para diagrama de níveis de energia. Em Combinar equações, use + e − e Inverter até a soma coincidir com a equação desejada. Em Born–Haber, monte o ciclo com Passo a passo e preveja a entalpia de rede. No Laboratório, adicione o sólido, registre as duas reações e compare com o valor tabelado.

Parâmetros que você pode mudar

  • Tela Ciclo de Hess, Combinar equações, Ciclo de Born–Haber, Laboratório de calorimetria
  • Reação (ciclo de Hess) C₂H₄(g) + H₂(g) → C₂H₆(g), 3C₂H₂(g) → C₆H₆(l), C₆H₁₂O₆(s) → 2C₂H₅OH(l) + 2CO₂(g), CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g), N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g), H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g), CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g), Fe₂O₃(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO₂(g), C₃H₈(g) + 5O₂(g) → 3CO₂(g) + 4H₂O(l)
  • Caminho Pelas entalpias de formação, Pelas entalpias de combustão, Pelas entalpias de ligação
  • Visualização Ciclo, Diagrama de níveis de energia
  • Problema de combinar equações C(s) + ½O₂(g) → CO(g), C(s) + 2H₂(g) → CH₄(g), 2C(s) + H₂(g) → C₂H₂(g), N₂(g) + 2O₂(g) → 2NO₂(g), C₂H₄(g) + H₂(g) → C₂H₆(g)
  • Composto iônico (Born–Haber) NaCl, KCl, LiF, MgO, MgCl₂
  • Grandeza procurada Entalpia de rede, Entalpia de formação
  • Experimento Entalpia de hidratação do CuSO₄, Entalpia de formação do MgO
  • Copo com tampa

Perguntas para explorar

  1. Por que o caminho pela formação e o caminho pela combustão dão exatamente o mesmo ΔrH?
  2. Por que o valor obtido com entalpias médias de ligação difere do obtido com entalpias de formação?
  3. Por que a entalpia de rede do MgO é muito maior que a do NaCl?

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