Das Hess-Gesetz ermöglicht es uns, die Enthalpievariation zu berechnen, die die Energiemenge ist, die in Stoffen nach chemischen Reaktionen vorhanden ist. Dies liegt daran, dass nicht die Enthalpie selbst gemessen werden kann, sondern deren Variation.
Das Hesssche Gesetz liegt dem Studium der Thermochemie zugrunde.
Dieses Gesetz wurde experimentell von Germain Henry Hess entwickelt, der Folgendes festlegte:
Die Enthalpieänderung (ΔH) einer chemischen Reaktion hängt unabhängig von der Anzahl der Reaktionen nur vom Anfangs- und Endzustand der Reaktion ab.
Wie lässt sich das Hesssche Gesetz berechnen?
Die Enthalpieänderung kann berechnet werden, indem die Anfangsenthalpie (vor der Reaktion) von der Endenthalpie (nach der Reaktion) abgezogen wird:
H = Hf - Hich
Eine andere Möglichkeit, sie zu berechnen, ist die Summe der Enthalpien in jeder der Zwischenreaktionen. Unabhängig von der Anzahl und Art der Reaktionen.
H = ΔH1 + H2
Da diese Berechnung nur die Anfangs- und Endwerte berücksichtigt, wird gefolgert, dass die Zwischenenergie das Ergebnis ihrer Variation nicht beeinflusst.
Dies ist ein besonderer Fall von Prinzip der Energieeinsparung, ein Erster Hauptsatz der Thermodynamik.
Sie sollten auch wissen, dass das Hesssche Gesetz als mathematische Gleichung berechnet werden kann. Dazu können Sie die folgenden Aktionen ausführen:
- Kehren Sie die chemische Reaktion um, in diesem Fall muss auch das ΔH-Zeichen umgekehrt werden;
- Multiplizieren Sie die Gleichung, der Wert von ΔH muss auch multipliziert werden;
- Teilen Sie die Gleichung, der Wert von ΔH muss ebenfalls geteilt werden.
mehr wissen über Enthalpie.
Enthalpiediagramm
Das Hesssche Gesetz kann auch durch Energiediagramme visualisiert werden:
Das obige Diagramm zeigt die Enthalpieniveaus. In diesem Fall sind die erlittenen Reaktionen endotherm, dh es findet eine Energieabsorption statt.
H1 ist die Enthalpieänderung von A nach B. Angenommen, es sind 122 kj.
H2 ist die Enthalpieänderung von B nach C. Angenommen, es sind 224 kj.
H3 ist die Enthalpieänderung von A nach C.
Daher ist es für uns wichtig, den Wert von ΔH. zu kennen3, da sie der Enthalpieänderung der Reaktion von A nach C entspricht.
Wir finden den Wert von ΔH3, aus der Summe der Enthalpie in jeder der Reaktionen:
H3 = ΔH1 + H2
H3 = 122 kj + 224 kj
H3 = 346 kj
Oder ΔH = Hf - Hich
ΔH = 346 kj – 122 kj
H = 224 kj
Aufnahmeprüfung: Schritt für Schritt gelöst
1. (Fuvest-SP) Basierend auf Enthalpievariationen, die mit den folgenden Reaktionen verbunden sind:
Nein2(g) + 2 O2(g) → 2 NEIN2(g) ∆H1 = +67,6 kJ
Nein2(g) + 2 O2(g) → N2Ö4(g) ∆H2 = +9,6 kJ
Es kann vorhergesagt werden, dass die mit der NO-Dimerisierungsreaktion verbundene Enthalpievariation2 wird gleich sein:
2 NO2(g) → 1 N2Ö4(g)
a) -58,0 kJ b) +58,0 kJ c) -77,2 kJ d) +77,2 kJ e) +648 kJ
Auflösung:
Schritt 1: Kehren Sie die erste Gleichung um. Das liegt daran, NEIN2(g) muss sich gemäß der globalen Gleichung auf die Reaktantenseite bewegen. Denken Sie daran, dass ∆H1 beim Umkehren der Reaktion auch das Vorzeichen umkehrt und es ins Negative ändert.
Die zweite Gleichung bleibt erhalten.
2 NEIN2(g) → N2(g) + 2 O2(g) H1 = - 67,6 kJ
Nein2(g) + 2 O2(g) → N2Ö4(g) ∆H2 = +9,6 kJ
Schritt 2: Beachten Sie, dass N2(g) kommt in Produkten und Reagenzien vor und das gleiche passiert mit 2 mol O2(g).
2 NEIN2(g) → Nein2(g)+ 2 O2(g)H1 = - 67,6 kJ
Nein2(g) + 2 O2(g) → N2Ö4(g) ∆H2 = +9,6 kJ
Somit können sie aufgehoben werden, was zu der folgenden Gleichung führt:
2 NEIN2(g) → N2Ö4(g).
Schritt 3: Sie können sehen, dass wir bei der globalen Gleichung angekommen sind. Jetzt müssen wir die Gleichungen hinzufügen.
H = ∆H1 + ∆H2
∆H = - 67,6 kJ + 9,6 kJ
∆H = -58 kJ ⇒ Alternative A
Aus dem negativen Wert von ∆H wissen wir auch, dass es sich um eine exotherme Reaktion mit Wärmeabgabe handelt.
Erfahren Sie mehr, lesen Sie auch:
- Thermochemie
- Übungen zur Thermochemie
- Endotherme und exotherme Reaktionen
- Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
Übungen
1. (UDESC-2012) Methangas kann als Brennstoff verwendet werden, wie in Gleichung 1 gezeigt:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2Ö(G)
Verwenden Sie die thermochemischen Gleichungen unten, die Sie für notwendig erachten, und die Konzepte des Hess-Gesetzes, um den Enthalpiewert von Gleichung 1 zu erhalten.
Ç(s) + H2Ö(G) → CO(G) + H2(g) ΔH = 131,3 kJmol-1
CO(G) + ½ der2(g) → CO2(g) ΔH = – 283,0 kJ mol-1
H2(g) + ½ der2(g) → H2Ö(G) ΔH = – 241,8 kJ mol-1
Ç(s) + 2H2(g) → CH4(g) ΔH = – 74,8 kJ mol-1
Der Enthalpiewert von Gleichung 1 in kJ ist:
a) - 704,6
b) - 725,4
c) - 802.3
d) - 524,8
e) - 110,5
c) – 802.3
2. (UNEMAT-2009) Das Hesssche Gesetz ist von grundlegender Bedeutung im Studium der Thermochemie und kann festgehalten werden „Die Änderung der Enthalpie in einer chemischen Reaktion hängt nur vom Anfangs- und Endzustand der Reaktion". Eine der Konsequenzen des Hessschen Gesetzes ist, dass thermochemische Gleichungen algebraisch behandelt werden können.
Gegeben die Gleichungen:
Ç (Graphit) + Aus2(g) → CO2(g) H1 = -393,3 kj
Ç (Diamant) + Aus2(g) → CO2(g) H2 = -395,2 kj
Berechnen Sie anhand der obigen Informationen die Enthalpieänderung von Graphitkohlenstoff zu Diamantkohlenstoff und kreuzen Sie die richtige Alternative an.
a) -788,5 kj
b) +1,9 kj
c) +788,5 kj
d) -1,9 kj
e) +98,1 kj
b) +1,9 kj
