LES La loi de Hess il a été proposé en 1840 par le médecin et chimiste suisse Germain Henri Hess. Au cours de ses travaux sur l'énergie sous forme de chaleur dans réactions de neutralisation dans acidele sable bases, il a conclu que la somme des énergies dans ce type de réaction était toujours constante.
Les études du scientifique suisse ont abouti à la proposition de la loi suivante :
“La variation de l'enthalpie impliquée dans une réaction chimique, dans certaines conditions expérimentales, dépend exclusivement de l'enthalpie produits initiaux et finaux, que la réaction soit effectuée directement en une seule étape ou qu'elle soit effectuée indirectement en une série de phases."
En général, le calcul du ?H d'une réaction est indépendant du nombre d'étapes et du type de réaction et se fait par l'expression suivante :
?H = Hp-Hr
Lorsque nous sommes incapables de calculer le ?H d'une réaction chimique spécifique, nous pouvons le déterminer par la somme des ?H des étapes qui composent cette réaction :
?H = ?H1 + ?H2 + ?H3 + ...
Un exemple est la détermination de l'énergie impliquée dans la transformation du carbone graphite en carbone diamant (C(g) → C(ré)). Pour déterminer le ?H de ce processus, nous disposons des étapes suivantes :
Ç(g) + O2(g) → CO2(g) ?H = -94 Kcal
CO2(g) → C(ré) + O2(g) ?H = +94,5 Kcal
Comme il existe des composés qui se répètent (CO2 C'est le2) dans les deux équations, mais dans des domaines différents (réactifs ou produits), ils sont éliminés. Donc, il suffit d'ajouter les ?H fournis, puisque les deux O2 combien le CO2 sont de part et d'autre de l'équation :
?H = ?H1 + ?H2
?H = -94 + 94,5
?H = 0,5 Kcal
Fondements de la loi de Hess
quand devons-nous calculer la variation d'enthalpie d'une réaction à partir de ses pas et de ses variations d'enthalpie, nous devons garder à l'esprit que la réaction finale est qui dictera ce calcul.
Toutes les étapes fournies sont élaborées de telle sorte qu'elles soient entièrement en accord avec la réaction finale. Par exemple, si nous avons une réaction finale :
Réaction globale: X + Y → Z
Et l'exercice fournit les étapes suivantes:
Étape 1: X + D → W + E
Étape 2: Z + D → F + E
Étape 3: F → Y + W
Il est clair que les étapes 2 et 3 n'obéissent pas à la réaction finale, puisqu'en 2, A est dans le réactif, et en 3, Y est dans le produit. Dans ce cas, ces étapes nécessitent un « traitement » pour se conformer à la réaction finale ou globale. Comprenez ce qu'est ce « traitement » :
Possibilités de travailler avec les étapes d'une réaction dans la loi de Hess
a) Inverser toute l'équation
Une équation peut être inversée (les réactifs deviennent des produits et les produits deviennent des réactifs) afin de correspondre à la position des participants. Dans ce cas, la valeur de ?H aura son signe inversé.
Dans l'exemple ci-dessous, il est évident que les étapes 2 et 3 doivent être inversées :
Réaction globale: X + Y → Z
Étape 1: X + D → W + E
Étape 2: Z + D → F + E
Étape 3: F → Y + W
b) Multiplier l'équation
Une équation peut être multipliée par n'importe quelle valeur numérique afin d'égaliser le nombre de participants. Dans ce cas, la valeur de ?H doit être multipliée.
Dans l'exemple ci-dessous, il est évident que l'étape 2 doit être multipliée par 2 pour égaler le nombre de participants B et C par rapport à l'équation globale.
Réaction globale: A + 2B → 2C
Étape 1: A + 2D → 2Z
Étape 2: Z + B → C + D
c) Divisez l'équation entière
Une équation peut être divisée par n'importe quelle valeur numérique afin d'égaliser le nombre de participants. Dans ce cas, la valeur de ?H doit également être divisée.
Dans l'exemple ci-dessous, il est évident que l'étape 2 doit être divisée par 2 pour égaler le nombre de participants F et C par rapport à l'équation globale.
Réaction globale: W + F → 2C
Étape 1: W + 2D → 2Z
Étape 2: 4Z + 2F → 4C + 4D
Exemple d'application de la loi de Hess
Exemple: La réaction de combustion complète (formation de dioxyde de carbone et d'eau) du gaz butane est donnée par l'équation suivante :
Ç4H10(g) + 13/2O2(g) → 4CO2(g) + 5 heures2O(g)
Sachant que le butane, C4H10, est le gaz présent en plus grande quantité dans le gaz de cuisson (GPL), déterminer la valeur de son enthalpie, en référence aux données suivantes pour les enthalpies standard de formation de chacun de ses Composants:
Ç(s) + 5h2(g) → 1C4H10(g) ?H = -125 Kcal
Ç(s) + O2(g) → CO2(g) ?H = -394 Kcal
H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g) ?H = -242 Kcal
Résolution:
1O Marcher: L'étape 1 doit être inversée car, selon l'équation globale, la substance doit être un réactif et non un produit. Avec cela, le signe de la valeur de ?H est également inversé :
1C4H10(g) → 4C(s) + 5h2(g) ?H = + 125 Kcal
2O Marcher: L'étape 2 doit être conservée, mais il faudra la multiplier par quatre, car, selon l'équation globale, elle doit avoir 4 mol de CO2. Ainsi, la valeur de ?H doit également être multipliée par 4 :
(4x) Ç(s) + O2(g) → CO2(g) ?H = -394 Kcal
bientôt:
4C(s) + 4O2(g) → 4 CO2(g) ?H = -1576 Kcal
3O Marcher: L'étape 3 doit être conservée, mais elle devra être multipliée par cinq, car, selon l'équation globale, elle doit avoir 5 mol de H2O. Ainsi, la valeur de ?H doit également être multipliée par 5 :
(5x) H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g) ?H = -242 Kcal
bientôt:
5 heures2(g) + 5/2O2(g) → 5h2O(g ?H = -1210 Kcal
4O Marcher: Effectuer des suppressions :
Étape 1: 1C4H10(g) → 4C(s) + 5h2(g) ?H = + 125 Kcal
Étape 2: 4C(s) + 4O2(g) → 4 CO2(g) ?H = -1576 Kcal
Étape 3: 5 heures2(g) + 5/2O2(g) → 5h2O(g ?H = -1210 Kcal
il y a 5 heures2 dans le produit de l'étape 1 et dans le réactif de l'étape 3, ils sont donc éliminés ;
Il y a du 4 C dans le produit de l'étape 1 et le réactif de l'étape 2, ils sont donc éliminés.
Ainsi, les étapes restent les suivantes :
Étape 1: 1C4H10(g) → ?H = + 125 Kcal
Étape 2: + 4O2(g) → 4 CO2(g) ?H = -1576 Kcal
Étape 3: + 5/2O2(g) → 5h2O(g ?H = -1210 Kcal
En ajoutant les étapes après les éliminations, on constate qu'elles sont en phase avec la réaction globale.
Ç4H10(g) + 13/2O2(g) → 4CO2(g) + 5 heures2O(g)
5O Marcher: Ajouter les valeurs de ? heures des étapes pour déterminer la ?H de la réaction mondiale.
?H = ?H1 + ?H2 + ?H3
?H = 125 + (-1576) + (-1210)
?H = 125 – 1576 – 1210
?H = 125 - 2786
?H = - 661 Kcal
Par moi Diogo Lopes Dias
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-hess.htm