Hessin laki. Hessin laki lämpökemian tutkimuksessa

Hessin lain loi sveitsiläinen kemisti Germain H. Hess (1802-1850), jota pidetään yhtenä lämpökemian perustajista. Hänen laissaan sanottiin:

Toisin sanoen, ΔH riippuu vain reagenssien ja tuotteiden entalpian arvoista, kuten lausekkeessa:

ΔH = ΔHreagenssit + ΔHTuotteet

Tarkastellaan esimerkiksi reaktiota, jossa 1 mooli vettä (H₂O) muuttuu vedeksi kaasumaisessa tilassa. Tämä reaktio suoritetaan kahdesti; valitsimme kuitenkin erilaisia ​​polkuja:

(1.) Se suoritettiin yhdessä vaiheessa:

H₂O₍₁₎ → H₂O_v) AH = +44 kJ

(2.) Se toteutettiin kahdessa vaiheessa:

1. vaihe: H₂O₍₁₎ → H_{2 g)} + ½_{2 g)} AH = +286 kJ
2. vaihe: H_{2 g)} + ½_{2 g)} → H₂O_v) AH = -242 kJ
H₂O₍₁₎ → H₂O_v) AH = +44 kJ

Huomaa, että riippumatta siitä, onko yksi vai kaksi vaihetta suoritettu, entalpian muutos (ΔH) on aina 44 kJ. Tämä johtuu siitä, että ΔH on prosessin muodostavien vaiheiden eli väliprosessien ΔH-arvojen algebrallinen summa:

ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ...

Esimerkiksi toisessa tapauksessa reaktion kokonais-AH oli ensimmäisen vaiheen AH: n summa (AH = +286 kJ) toisen vaiheen (AH = -242 kJ) summa. Siten saimme saman reaktioarvon yhdellä vaiheella:

AH = (+286 + (-242)) kJ
AH = (+286 - 242) kJ
AH = +44 kJ

Siksi meitä kiinnostaa vain alku- ja loppuarvot. Tässä tapauksessa alkutila vastaa H: ta₂O₍₁₎ ja loppu H: lle₂O_v).

Tästä laista on tullut erittäin tärkeä termokemiassa, koska tiettyjen kemiallisten reaktioiden ΔH: ta ei voida määrittää kokeellisesti. Hessin lain mukaan tämän tyyppisten reaktioiden entalpia voidaan kuitenkin laskea muiden reaktioiden (välireaktioiden) entalpioista.

Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta
Brasilian koulutiimi