Mikä on Hessin laki?

THE Hessin laki sen ehdotti vuonna 1840 sveitsiläinen lääkäri ja kemisti Germain Henri Hess. Hänen työnsä aikana energian muodossa lämmön muodossa neutralointireaktiot sisään happos ja pohjas, hän päätyi siihen, että tämän tyyppisissä reaktioissa olevien energioiden summa oli aina vakio.

Sveitsiläisten tutkijoiden tutkimukset johtivat seuraavaan lakiin:

“Kemiallisessa reaktiossa mukana olevan entalpian vaihtelu riippuu tietyissä koeolosuhteissa yksinomaan entalpiasta lähtö - ja lopputuotteet riippumatta siitä, suoritetaanko reaktio suoraan yhdessä vaiheessa vai suoritetaanko epäsuorasti sarjana vaiheissa. "

Yleensä reaktion AH: n laskeminen on riippumaton vaiheiden lukumäärästä ja reaktion tyypistä, ja se suoritetaan seuraavalla lausekkeella:

?H = Hp-Hr

Kun emme pysty laskemaan tietyn kemiallisen reaktion? H: tä, voimme määrittää sen tämän reaktion muodostavien vaiheiden? H: iden summalla:

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃ + ...

Esimerkki on energian määrittäminen, joka liittyy grafiittihiilen muuntamiseen timanttihiileksi (C

_(g) → C_(d)). Tämän prosessin? H: n määrittämiseksi meillä on käytössämme seuraavat vaiheet:

Ç_(g) + O_{2 g)} → CO_{2 g)} H = -94 Kcal

CO_{2 g)} → C_(d) + O_{2 g)} H = +94,5 Kcal

Koska on yhdisteitä, jotka toistuvat (CO₂ se on₂) molemmissa yhtälöissä, mutta eri alueilla (reagenssit tai tuotteet), ne eliminoidaan. Joten lisää vain toimitetut? H: t, koska molemmat O₂ kuinka paljon CO₂ ovat yhtälön vastakkaisilla puolilla:

?H =? H₁ +? H₂

?H = -94 + 94,5

?H = 0,5 Kcal

Hessin lain perusteet

milloin meidän on Laske reaktion entalpian muutos sen vaiheista ja entalpian vaihteluista on pidettävä mielessä, että lopullinen reaktio on se, joka sanelee tämän laskelman.

Kaikki annetut vaiheet suunnitellaan siten, että ne ovat täysin sopusoinnussa lopullisen reaktion kanssa. Esimerkiksi, jos meillä on lopullinen reaktio:

Kokonaisreaktio: X + Y → Z

Ja harjoitus sisältää seuraavat vaiheet:

Vaihe 1: X + D → W + E
Vaihe 2: Z + D → F + E
Vaihe 3: F → Y + W

On selvää, että vaiheet 2 ja 3 eivät noudata lopullista reaktiota, koska kohdassa 2 A on reaktantissa ja kohdassa 3 Y on tuotteessa. Tässä tapauksessa nämä vaiheet tarvitsevat "hoitoa" lopullisen tai globaalin reaktion noudattamiseksi. Ymmärrä mikä tämä "hoito" on:

Mahdollisuudet työskennellä reaktion vaiheiden kanssa Hessin laissa

a) Käänny koko yhtälö

Yhtälö voidaan kääntää (reagensseista tulee tuotteita ja tuotteista reagoivia) osallistujien aseman tasaamiseksi. Tällöin? H: n arvon merkki kääntyy.

Alla olevassa esimerkissä on selvää, että vaiheet 2 ja 3 on käännettävä päinvastaiseksi:

Kokonaisreaktio: X + Y → Z

Vaihe 1: X + D → W + E
Vaihe 2: Z + D → F + E
Vaihe 3: F → Y + W

b) Kerro yhtälö

Yhtälö voidaan kertoa millä tahansa numeerisella arvolla osallistujien määrän tasaamiseksi. Tällöin? H: n arvo on kerrottava.

Alla olevassa esimerkissä on selvää, että vaihe 2 on kerrottava 2: lla vastaamaan osallistujien B ja C lukumäärää suhteessa globaaliin yhtälöön.

Kokonaisreaktio: A + 2B → 2C

Vaihe 1: A + 2D → 2Z
Vaihe 2: Z + B → C + D

c) Jaa koko yhtälö

Yhtälö voidaan jakaa mihin tahansa numeeriseen arvoon osallistujien määrän tasaamiseksi. Tässä tapauksessa myös H: n arvo on jaettava.

Alla olevassa esimerkissä on selvää, että vaihe 2 on jaettava 2: lla vastaamaan osallistujien F ja C lukumäärää suhteessa globaaliin yhtälöön.

Kokonaisreaktio: W + F → 2C

Vaihe 1: W + 2D → 2Z
Vaihe 2: 4Z + 2F → 4C + 4D

Esimerkki Hessin lain soveltamisesta

Esimerkki: Butaanikaasun täydellinen palamisreaktio (hiilidioksidin ja veden muodostuminen) saadaan seuraavalla yhtälöllä:

Ç₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_{2 g)} → 4CO_{2 g)} + 5 tuntia₂O_(g)

Tietäen butaanin, C₄H₁₀, on keittokaasussa (LPG) suurin määrä kaasua, määritä sen entalpian arvo, viitaten seuraaviin tietoihin kunkin sen muodostumisen vakioentalpioista komponentit:

Ç_s + 5h_{2 g)} → 1C₄H_{10 (g)} H = -125 Kcal

Ç_s + O_{2 g)} → CO_{2 g)} H = -394 Kcal

H_{2 g)} + 1 / 2O_{2 g)} → H₂O_(g) H = -242 Kcal

Resoluutio:

1^O Vaihe: Vaihe 1 on käännettävä päinvastaiseksi, koska globaalin yhtälön mukaan aineen on oltava reagenssia, ei tuotetta. Tällöin myös merkin arvo H käännetään ylösalaisin:

1C₄H_{10 (g)} → 4C_s + 5h_{2 g)} H = + 125 Kcal

2^O Vaihe: Vaihe 2 on pidettävä, mutta se on kerrottava neljällä, koska globaalin yhtälön mukaan siinä on oltava 4 mol CO₂. Täten myös? H: n arvo on kerrottava 4: llä:

(4x) Ç_s + O_{2 g)} → CO_{2 g)} H = -394 Kcal

pian:

4C_s + 4 O_{2 g)} → 4 CO_{2 g)} H = -1576 Kcal

3^O Vaihe: Vaihe 3 on pidettävä, mutta se on kerrottava viidellä, koska globaalin yhtälön mukaan siinä on oltava 5 mol H₂O. Täten myös? H: n arvo on kerrottava 5: llä:

(5x) H_{2 g)} + 1 / 2O_{2 g)} → H₂O_(g) H = -242 Kcal

pian:

5 tuntia_{2 g)} + 5 / 2O_{2 g)} → 5h₂O_(g H = -1210 Kcal

4^O Vaihe: Suorita poistot:

Vaihe 1: 1C₄H_{10 (g)} → 4C_s + 5h_{2 g)} H = + 125 Kcal

Vaihe 2: 4C_s + 4 O_{2 g)} → 4 CO_{2 g)} H = -1576 Kcal

Vaihe 3: 5 tuntia_{2 g)} + 5 / 2O_{2 g)} → 5h₂O_(g H = -1210 Kcal

• 5 tuntia sitten₂ vaiheen 1 tuotteessa ja vaiheen 3 reagenssissa ne siten eliminoidaan;

• Vaiheen 1 tuotteessa ja vaiheen 2 reagenssissa on 4 C, joten ne eliminoidaan.

Vaiheet pysyvät näin ollen seuraavat:

Vaihe 1: 1C₄H_{10 (g)} → H = + 125 Kcal

Vaihe 2: + 4 O_{2 g)} → 4 CO_{2 g)} H = -1576 Kcal

Vaihe 3: + 5 / 2O_{2 g)} → 5h₂O_(g H = -1210 Kcal

Lisäämällä vaiheet eliminointien jälkeen havaitsemme, että ne ovat yhdenmukaisia ​​kokonaisreaktion kanssa.

Ç₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_{2 g)} → 4CO_{2 g)} + 5 tuntia₂O_(g)

5^O Vaihe: Lisää arvot tuntia vaiheista määrittää H globaalista reaktiosta.

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃

?H = 125 + (-1576) + (-1210)

?H = 125 - 1576 - 1210

?H = 125 - 2786

?H = - 661 Kcal

Minun luona. Diogo Lopes Dias

Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-hess.htm