Física & Química

Lei de Hess, o que é, história, cálculo e seu fundamento na Termoquímica

A Lei de Hess estabelece que a variação de entalpia em uma reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação.

Atualizado em 19/08/2019

Pela Lei de Hess se calcula a quantidade de energia que está presente nas substâncias depois que sofrem reações químicas. Isso é chamado de variação da entalpia.

Só dá para medir a variação da entalpia e não ela propriamente dita. Portanto na Lei de Hess estão a fundamentação da Termoquímica.

Se quisermos visualizar a Lei de Hess, também podemos visualizá-la por meio de um diagrama de energia. Além disso, é possível a aplicação do princípio da conservação de energia, ou seja, da 1ª Lei da Termodinâmica.

Contexto Histórico

Conheça a Lei de Hess e seu fundamento na Termoquímica
Germain Henry Hess

O cientista suíço Germain Henry Hess (1802 – 1850) foi professor na Universidade de São Petersburgo, na Rússia. É considerado um pioneiro da Físico-Química, posto que estudou os calores das reações químicas.

Também analisou as relações desses calores com a conformidade entre as substâncias, assim como com as forças de ligação entre elementos químicos.

A Lei de Hess estabeleceu que a variação de entalpia na reação química se condiciona só aos estados inicial e final da reação. Essa lei obviamente é experimental, só que é também essencial ao estudo da Termoquímica.

Segundo Hess, o calor que se libera ou se absorve na reação química não depende dos estados intermediários por onde passa a reação.

Aprenda a calcular a Lei de Hess

A variação da entalpia pode ser calculada diminuindo a entalpia inicial, aquela que antecede à reação, da entalpia final: ΔH = Hf – Hi. Há outra maneira de fazer o cálculo, posto que se usa a soma das entalpias em cada uma das reações intermediárias.

Conheça a Lei de Hess e seu fundamento na Termoquímica

Não se considera aí nem o número nem o tipo das reações. A fórmula é: ΔH = ΔH1 + ΔH2. Aqui é um caso diferenciado de ocorrência do princípio da conservação de energia, dentro da 1ª Lei da Termodinâmica.

Tal cálculo considera tão somente os valores inicial e final. Daí se concluir que a energia intermédia não influencia no resultado da sua variação.

Outra forma de calcular a Lei de Hess é como uma equação matemática. Bastando assim inverter a reação química, inclusive também invertendo o sinal do ΔH.

Deve-se também multiplicar a equação, posto que o valor do ΔH igualmente precisa ser multiplicado. Por fim, ao dividir a equação, necessário dividir o valor do ΔH.

A utilização de uma diagrama

Um diagrama de energia pode também ser utilizado para se visualizar a Lei de Hess:

Lei de Hess

 

O diagrama acima demonstra os níveis de uma entalpia. Nas reações sofridas (endotérmicas) há a absorção de energia. ΔH1 significa a variação de entalpia que ocorre de A para B.

Vamos lhe dar o valor simbólico de 122 kj. ΔH2 é a variante de entalpia que se dá de B para C. A ela daremos o valor de 224 kj. ΔH3 é a variação de entalpia que ocorre de A para C.

Nossa missão é encontrar o valor de ΔH3, posto que ele equivale à variação de entalpia da reação de A para C. Vamos assim chegar ao valor de ΔH3, partindo da soma da entalpia em cada uma das reações:

ΔH3 = ΔH1 + ΔH2ΔH3 = 122 kj + 224 kjΔH3 = 346 kj. Também pode ser: ΔH = Hf – HiΔH = 346 kj – 122 kjΔH = 224 kj.

o ΔH será o mesmo se partirmos sempre de um mesmo estado inicial e se chegarmos sempre a um mesmo estado final. Isso independe se a reação for direta, assim como se se der em diversas etapas.

Leia também sobre a calorimetria, o que é e como ela estuda as trocas de calor entre corpos.

Fonte: Educação, Toda Matéria, Brasil Escola, Info Escola, Só Q, Wikipédia, Quero Bolsa, Manual da Química, Alunos Online.

Fonte das imagens: Youtube, Youtube, DescomplicaPré Químico,