НА Законът на Хес той е предложен през 1840 г. от швейцарския лекар и химик Жермен Анри Хес. По време на работата си върху енергията под формата на топлина през неутрализационни реакции в киселинапясък базаs, той заключи, че сумата от енергиите в този тип реакция винаги е била постоянна.
Проучванията на швейцарския учен доведоха до предложението за следния закон:
“Промяната на енталпията, участваща в химична реакция, при определени експериментални условия зависи изключително от енталпията начални и крайни продукти, независимо дали реакцията се провежда директно в един етап или се извършва непряко в поредица от фази. "
По принцип изчисляването на? Н на реакцията не зависи от броя на стъпките и вида на реакцията и се извършва от следния израз:
?H = Hp-Hr
Когато не сме в състояние да изчислим? H на конкретна химическа реакция, можем да го определим чрез сумата от? Hs на стъпките, съставляващи тази реакция:
?Н =? Н1 +? H2 +? H3 + ...
Пример е определянето на енергията, участваща в трансформацията на графитния въглерод в диамантен въглерод (С
(ж) → C(д)). За да определим? H на този процес, имаме на разположение следните стъпки:° С(ж) + O2 (g) → CO2 (g)? H = -94 Kcal
CO2 (g) → C(д) + O2 (g)? Н = +94,5 Kcal
Тъй като има съединения, които се повтарят (CO2 това е2) и в двете уравнения, но в различни области (реагенти или продукти) те се елиминират. Така че, просто добавете предоставените? Hs, тъй като и двете O2 колко CO2 са от противоположните страни на уравнението:
?Н =? Н1 +? H2
?Н = -94 + 94,5
?Н = 0,5 Kcal
Основи на правото на Хес
кога трябва изчислява енталпийната промяна на реакцията от неговите стъпки и вариациите в енталпията трябва да имаме предвид, че последната реакция е кой ще диктува това изчисление.
Всички предвидени стъпки са разработени по такъв начин, че да са напълно в съгласие с крайната реакция. Например, ако имаме последна реакция:
Цялостна реакция: X + Y → Z
И упражнението осигурява следните стъпки:
Стъпка 1: X + D → W + E
Стъпка 2: Z + D → F + E
Стъпка 3: F → Y + W
Ясно е, че стъпки 2 и 3 не се подчиняват на крайната реакция, тъй като в 2 А е в реагента, а в 3 Y е в продукта. В този случай тези стъпки се нуждаят от „лечение“, за да се съобразят с окончателната или глобалната реакция. Разберете какво е това „лечение“:
Възможности за работа със стъпките на реакция в закона на Хес
а) Обърнете цялото уравнение
Уравнение може да бъде обърнато (реагентите се превръщат в продукти, а продуктите се превръщат в реагенти), за да съответства на позицията на участниците. В този случай стойността на? H ще има обърнат знак.
В примера по-долу е очевидно, че стъпки 2 и 3 трябва да бъдат обърнати:
Цялостна реакция: X + Y → Z
Стъпка 1: X + D → W + E
Стъпка 2: Z + D → F + E
Стъпка 3: F → Y + W
б) Умножете уравнението
Уравнение може да се умножи по всяка цифрова стойност, за да се изравни броят на участниците. В този случай стойността на? H трябва да се умножи.
В примера по-долу е очевидно, че стъпка 2 трябва да се умножи по 2, за да се изравни броят на участниците В и С спрямо глобалното уравнение.
Цялостна реакция: A + 2B → 2C
Стъпка 1: A + 2D → 2Z
Стъпка 2: Z + B → C + D
в) Разделете цялото уравнение
Уравнението може да бъде разделено на всяка цифрова стойност, за да се изравни броят на участниците. В този случай стойността на? H също трябва да бъде разделена.
В примера по-долу е очевидно, че стъпка 2 трябва да бъде разделена на 2, за да се изравни броят на участниците F и C по отношение на глобалното уравнение.
Цялостна реакция: W + F → 2C
Стъпка 1: W + 2D → 2Z
Стъпка 2: 4Z + 2F → 4C + 4D
Пример за прилагане на закона на Хес
Пример: Пълната реакция на горене (образуване на въглероден диоксид и вода) на газ бутан се дава от следното уравнение:
° С4Н10 (g) + 13 / 2O2 (g) → 4CO2 (g) + 5 часа2О(ж)
Познавайки този бутан, C4Н10, е газът, присъстващ в най-голямо количество в готварския газ (LPG), определя стойността на неговата енталпия, с позоваване на следните данни за стандартни енталпии на образуване на всяка от неговите компоненти:
° С(с) + 5ч2 (g) → 1C4Н10 (g)? H = -125 Kcal
° С(с) + O2 (g) → CO2 (g)? H = -394 Kcal
Н2 (g) + 1 / 2O2 (g) → H2О(ж)? H = -242 Kcal
Резолюция:
1О Стъпка: Стъпка 1 трябва да бъде обърната, тъй като според общото уравнение веществото трябва да е реагент, а не продукт. С това знакът на стойността на? H също се обръща:
1С4Н10 (g) → 4C(с) + 5ч2 (g)? H = + 125 Kcal
2О Стъпка: Стъпка 2 трябва да се запази, но ще трябва да се умножи по четири, тъй като според глобалното уравнение трябва да има 4 mol CO2. По този начин стойността на? H също трябва да се умножи по 4:
(4x) ° С(с) + O2 (g) → CO2 (g)? H = -394 Kcal
скоро:
4С(с) + 4 O2 (g) → 4 CO2 (g)? H = -1576 Kcal
3О Стъпка: Стъпка 3 трябва да се запази, но ще трябва да се умножи по пет, тъй като според глобалното уравнение трябва да има 5 mol H2О. По този начин стойността на? H също трябва да се умножи по 5:
(5 пъти) Н2 (g) + 1 / 2O2 (g) → H2О(ж)? H = -242 Kcal
скоро:
5 часа2 (g) + 5 / 2O2 (g) → 5ч2О(g ? H = -1210 Kcal
4О Стъпка: Извършете изтривания:
Етап 1: 1С4Н10 (g) → 4C(с) + 5ч2 (g)? H = + 125 Kcal
Стъпка 2: 4С(с) + 4 O2 (g) → 4 CO2 (g)? H = -1576 Kcal
Стъпка 3: 5 часа2 (g) + 5 / 2O2 (g) → 5ч2О(g ? H = -1210 Kcal
Преди 5 часа2 в продукта от стъпка 1 и в реагент от стъпка 3 следователно те се елиминират;
В продукта от стъпка 1 и реагента от стъпка 2 има 4 С, така че те се елиминират.
По този начин стъпките остават както следва:
Етап 1: 1С4Н10 (g) → ? H = + 125 Kcal
Стъпка 2: + 4 O2 (g) → 4 CO2 (g)? H = -1576 Kcal
Стъпка 3: + 5 / 2O2 (g) → 5ч2О(g ? H = -1210 Kcal
Чрез добавяне на стъпките след елиминациите откриваме, че те са в съответствие с цялостната реакция.
° С4Н10 (g) + 13 / 2O2 (g) → 4CO2 (g) + 5 часа2О(ж)
5О Стъпка: Добавете стойностите на ? часа от стъпките за определяне на ? H на глобалната реакция.
?Н =? Н1 +? H2 +? H3
?H = 125 + (-1576) + (-1210)
?Н = 125 - 1576 - 1210
?Н = 125 - 2786
?Н = - 661 Kcal
От мен Диого Лопес Диас
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-hess.htm