Što je Hessov zakon?

THE Hessov zakon predložio ga je 1840. švicarski liječnik i kemičar Germain Henri Hess. Tijekom svog rada na energiji u obliku topline u reakcije neutralizacije u kiselinas i bazas, zaključio je da je zbroj energija u ovoj vrsti reakcije uvijek konstantan.

Studije švicarskog znanstvenika dovele su do prijedloga sljedećeg zakona:

“Varijacija entalpije koja je uključena u kemijsku reakciju, pod određenim eksperimentalnim uvjetima, ovisi isključivo o entalpiji početni i konačni proizvodi, bez obzira radi li se reakcija izravno u jednom koraku ili se neizravno provodi u nizu faze ".

Općenito, izračunavanje? H reakcije neovisno je o broju koraka i vrsti reakcije i vrši se pomoću sljedećeg izraza:

?H = Hp-Hr

Kad nismo u mogućnosti izračunati? H određene kemijske reakcije, možemo ga odrediti zbrojem? Hs koraka koji čine ovu reakciju:

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃ + ...

Primjer je određivanje energije koja je uključena u pretvorbu grafitnog ugljika u dijamantni ugljik (C_(g) → C_(d)). Da bismo utvrdili? H ovog postupka, na raspolaganju su nam sljedeći koraci:

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

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

Kako postoje spojevi koji se ponavljaju (CO₂ to je₂) u obje jednadžbe, ali u različitim područjima (reagensi ili proizvodi), oni se eliminiraju. Dakle, samo dodajte ponuđene? H, budući da su oba O₂ koliko CO₂ nalaze se na suprotnim stranama jednadžbe:

?H =? H₁ +? H₂

?H = -94 + 94,5

?H = 0,5 Kcal

Osnove Hessova zakona

kad moramo izračunati promjenu entalpije reakcije iz njegovih koraka i njegovih varijacija entalpije, moramo imati na umu da je konačna reakcija tko će diktirati ovaj izračun.

Svi navedeni koraci razrađeni su na takav način da se u potpunosti slažu s konačnom reakcijom. Na primjer, ako imamo konačnu reakciju:

Ukupna reakcija: X + Y → Z

A vježba pruža sljedeće korake:

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

Jasno je da koraci 2 i 3 ne poštuju konačnu reakciju, jer je u 2 A u reaktantu, a u 3 Y u produktu. U ovom slučaju, za ove korake potreban je „tretman” kako bi se udovoljilo konačnoj ili globalnoj reakciji. Shvatite što je ovaj "tretman":

Mogućnosti rada s koracima reakcije u Hess-ovom zakonu

a) Obrni cijelu jednadžbu

Jednadžba se može obrnuti (reaktanti postaju proizvodi, a proizvodi reaktanti) kako bi se izjednačio položaj sudionika. U tom će slučaju vrijednost? H biti obrnuto.

U donjem primjeru je očito da se koraci 2 i 3 moraju preokrenuti:

Ukupna reakcija: X + Y → Z

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

b) Pomnoži jednadžbu

Jednadžba se može pomnožiti s bilo kojom numeričkom vrijednošću kako bi se izjednačio broj sudionika. U tom se slučaju mora pomnožiti vrijednost? H.

U donjem primjeru očito je da se korak 2 mora pomnožiti s 2 kako bi se izjednačio broj sudionika B i C u odnosu na globalnu jednadžbu.

Ukupna reakcija: A + 2B → 2C

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

c) Podijelite cijelu jednadžbu

Jednadžba se može podijeliti s bilo kojom numeričkom vrijednošću kako bi se izjednačio broj sudionika. U ovom slučaju, vrijednost? H također se mora podijeliti.

U donjem primjeru očito je da se korak 2 mora podijeliti s 2 kako bi se izjednačio broj sudionika F i C u odnosu na globalnu jednadžbu.

Ukupna reakcija: W + F → 2C

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

Primjer primjene Hess-ovog zakona

Primjer: Kompletna reakcija izgaranja (stvaranje ugljičnog dioksida i vode) plina butana daje se sljedećom jednadžbom:

Ç₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_{2 (g)} → 4CO_{2 (g)} + 5 sati₂O_(g)

Poznavajući taj butan, C₄H₁₀, je li plin prisutan u većoj količini u plinu za kuhanje (LPG), odredite vrijednost njegove entalpije, s osvrtom na sljedeće podatke za standardne entalpije formiranja svakog od njegovih komponente:

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

Rješenje:

1^O Korak: Korak 1 mora se preokrenuti jer, prema globalnoj jednadžbi, tvar mora biti reaktant, a ne proizvod. Ovim je i znak vrijednosti? H obrnut:

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

2^O Korak: Korak 2 se mora zadržati, ali morat će se pomnožiti s četiri, jer, prema globalnoj jednadžbi, mora imati 4 mola CO₂. Dakle, vrijednost? H mora se pomnožiti i sa 4:

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

uskoro:

4C_(s) + 4 O_{2 (g)} → 4 CO_{2 (g)} H = -1576 Kcal

3^O Korak: Korak 3 se mora zadržati, ali morat će se pomnožiti s pet, jer prema globalnoj jednadžbi mora imati 5 mol H₂O. Tako se i vrijednost? H mora pomnožiti s 5:

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

uskoro:

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

4^O Korak: Izvrši brisanje:

Korak 1: 1C₄H_{10 (g)} → 4C_(s) + 5h_{2 (g)} H = + 125 Kcal

Korak 2: 4C_(s) + 4 O_{2 (g)} → 4 CO_{2 (g)} H = -1576 Kcal

3. korak: 5 sati_{2 (g)} + 5 / 2O_{2 (g)} → 5h₂O_(g ? H = -1210 Kcal

• Prije 5 sati₂ u proizvodu iz koraka 1 i u koraku 3 reagensa, stoga se uklanjaju;

• U proizvodu iz koraka 1 i reagensu iz koraka 2 postoji 4 C, pa se oni eliminiraju.

Dakle, koraci ostaju sljedeći:

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

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

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

Dodavanjem koraka nakon eliminacija otkrivamo da su oni u skladu s cjelokupnom reakcijom.

Ç₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_{2 (g)} → 4CO_{2 (g)} + 5 sati₂O_(g)

5^O Korak: Dodajte vrijednosti ? sati koraka za određivanje ? H globalne reakcije.

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃

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

?H = 125 - 1576 - 1210

?H = 125 - 2786

?H = - 661 Kcal

Ja, Diogo Lopes Dias

Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-hess.htm