THE Hessin laki sveitsiläinen lääkäri ja kemisti Germain Henri Hess ehdotti sitä vuonna 1840. 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:
“Kemialliseen reaktioon liittyvän entalpian vaihtelu tietyissä koeolosuhteissa riippuu yksinomaan entalpiasta lähtö - ja lopputuotteet riippumatta siitä, suoritetaanko reaktio suoraan yhdessä vaiheessa vai suoritetaanko se 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) + O2 g) → CO2 g) H = -94 Kcal
CO2 g) → C(d) + O2 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 reagenssissa 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) Käännä koko yhtälö
Yhtälö voidaan kääntää (reagensseista tulee tuotteita ja tuotteista reagoivia) osallistujien aseman vastaamiseksi. 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. Tässä tapauksessa? 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.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
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:
Ç4H10 (g) + 13 / 2O2 g) → 4CO2 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:
Çs + 5h2 g) → 1C4H10 (g) H = -125 Kcal
Çs + O2 g) → CO2 g) H = -394 Kcal
H2 g) + 1 / 2O2 g) → H2O(g) H = -242 Kcal
Resoluutio:
1O Vaihe: Vaihe 1 on käännettävä päinvastaiseksi, koska globaalin yhtälön mukaan aineen on oltava reagenssia, ei tuotetta. Tällöin myös merkin arvo H käännetään ylösalaisin:
1C4H10 (g) → 4Cs + 5h2 g) H = + 125 Kcal
2O 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) Çs + O2 g) → CO2 g) H = -394 Kcal
pian:
4Cs + 4 O2 g) → 4 CO2 g) H = -1576 Kcal
3O 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) H2 g) + 1 / 2O2 g) → H2O(g) H = -242 Kcal
pian:
5 tuntia2 g) + 5 / 2O2 g) → 5h2O(g H = -1210 Kcal
4O Vaihe: Suorita poistot:
Vaihe 1: 1C4H10 (g) → 4Cs + 5h2 g) H = + 125 Kcal
Vaihe 2: 4Cs + 4 O2 g) → 4 CO2 g) H = -1576 Kcal
Vaihe 3: 5 tuntia2 g) + 5 / 2O2 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: 1C4H10 (g) → H = + 125 Kcal
Vaihe 2: + 4 O2 g) → 4 CO2 g) H = -1576 Kcal
Vaihe 3: + 5 / 2O2 g) → 5h2O(g H = -1210 Kcal
Lisäämällä vaiheet eliminointien jälkeen havaitsemme, että ne ovat yleisen reaktion mukaisia.
Ç4H10 (g) + 13 / 2O2 g) → 4CO2 g) + 5 tuntia2O(g)
5O 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