Aviso - Vídeos aulas de história da química.

Caros amigos, amantes do ensino de química, estudantes e também (por que não?) curiosos, por esses próximos dois meses me encontro estudando para a prova de doutorado, por isso, ainda não pude fazer a segunda parte da vídeo-aula de história da química, que conta a contribuição do egípcios para a ciência. Já estou com parte do script pronto, mas falta ainda narrar e editar o áudio, montar um vídeo com slides e por fim concatenar tudo. 

Um dia eu explicarei alguns truques básicos de edição de áudio e vídeo, para que, os professores, educadores e estudantes, possam desenvolver esses vídeos que são excelentes ferramentas de trabalho.

Por isso peço desculpas por essa demora.

Lei de Hess: Exercício para compreensão do conteúdo.

A lei de Hess é importante no aprendizado de que estuda química, pois esse consegue compreender que para se chegar em uma determinada reação, existem vários passos intermediários, sendo que, esses passos, são compostos de outras reações. Além disse torna-se fácil determinar a entalpia da reação, uma vez que, a entalpia total será a somatória de todos os valores de entalpia das reações intermediárias.

Existem exercícios mais simples do que esse que trago a seguir, porém, ele é bastante didático, pois envolve alguns passos interessantes.

"O propano é um gás muito utilizado como combustível, presente em botijões usados para acender fogões e espiriteiras. Determine a entalpia final da reação de síntese do propano."

Extraído do Atkins, Princípios de Química.

Primeiramente devemos montar a reação de síntese do propano:

Porém ainda não temos a entalpia dessa reação, então, será necessário determinarmos reações conhecidas, as quais, possuem nos reagentes ou nos produtos algum dos compostos existentes na reação de síntese do propano.

Para isso então, vamos propor 3 reações: Síntese do dióxido de carbono, síntese da água e combustão do propano, respectivamente.

Usando a equação de formação do dióxido de carbono e da formação da água, conseguimos montar um arranjado de equações, onde vamos olhar para as espécies que se encontram nos reagentes e nos produtos e então somamos todas essas espécies para poder escrever uma nova reação. O valor de entalpia também será somado, o que nos levará a um número diferente do que estamos partindo para cada reação. 

Obviamente, existem coisas a serem ressaltadas, a primeira coisa está ligada a observação das espécies, sendo que quando comparamos as reações e existir um mesmo composto, que esteja, presente tanto nos reagentes de uma reação x e também nos produtos da reação y, esse composto pode ser desconsiderado do sistema, desde que as quantidades estequiométricas sejam as mesmas, pois, num todo esse composto acaba não interferindo na reação. Dessa forma, quando trabalhamos com esse tipo de estudo, sempre existe a necessidade de tentar fazer com que um composto que se encontra tanto nos reagentes quanto nos produtos, tenha a mesma quantidade estequiométrica para poder ser anulado e então removido do sistema. Além disso, existe a importância de saber se a reação libera ou consome energia, sendo que, se ela consome energia, então o valor da entalpia será positivo, porém se ela liberar energia, então esse valor será negativo.

Inicialmente multiplicamos a equação da síntese do dióxido de carbono por 3, pois a molécula de propano possui cerca de 3 átomos de carbono, o que nos leva então a necessidade de alterar a quantidade de carbono na nossa primeira equação, com essa alteração, também modificamos a quantidade de oxigênio e como consequência o número de moléculas de dióxido de carbono também é modificada. Também podemos ver que como consequência disso, o valor da entalpia de formação do dióxido de carbono também é multiplicada por 3. Esse mesmo processo é aplicado à equação de formação da água, de onde temos o hidrogênio gasoso para a formação do propano. Para isso necessitamos de 8 átomos de hidrogênio, o que culmina na multiplicação por 4 de toda a equação, incluindo também o valor da entalpia de formação da água. Após isso, somamos as equações e, assim, obtivemos uma equação balanceada, com a quantidade exata de carbono e hidrogênio que podem ser usados para a síntese do propano.

Agora vamos utilizar a equação de combustão do propano, para poder determinar o valor da entalpia de formação desse composto. Uma combustão, parte do pressuposto que temos o composto já, então, para que consigamos ter o composto, o qual está sendo queimado, nos reagentes, devemos inverter a reação, sendo que, como consequência disso, o valor da entalpia muda seu sinal, ou seja, nesse caso, passando de negativo para positivo.

Podemos ver que, os compostos que se repetem tanto nos produtos quanto nos reagentes e, que se encontram estequiometricamente balanceadas, são removidos da reação, pois representam passagens intermediárias, o qual esses compostos não precisam ser rescritos no resultado final. Com isso somamos todas as equações e também os valores de entalpia e chegamos ao valor de entalpia de formação do propano, que é de -106 kJ.

Abaixo nós temos uma tabelinha com valores de entalpia de combustão de alguns compostos muito utilizados em exercícios (extraído do Atkins, Princípios de Química).