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
Kada 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) + O2 (g) → CO2 (g) H = -94 Kcal
CO2 (g) → C(d) + O2 (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 predviđeni 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.
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
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:
Ç4H10 (g) + 13 / 2O2 (g) → 4CO2 (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) + 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
Rješenje:
1O Korak: Korak 1 mora se preokrenuti jer, prema globalnoj jednadžbi, tvar mora biti reaktant, a ne proizvod. Ovim je i znak vrijednosti? H obrnut:
1C4H10 (g) → 4C(s) + 5h2 (g) H = + 125 Kcal
2O 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) + O2 (g) → CO2 (g) H = -394 Kcal
uskoro:
4C(s) + 4 O2 (g) → 4 CO2 (g) H = -1576 Kcal
3O Korak: Korak 3 se mora zadržati, ali morat će se pomnožiti s pet, jer prema globalnoj jednadžbi mora imati 5 mol H2O. Dakle, vrijednost? H mora se pomnožiti i s 5:
(5x) H2 (g) + 1 / 2O2 (g) → H2O(g) H = -242 Kcal
uskoro:
5 sati2 (g) + 5 / 2O2 (g) → 5h2O(g ? H = -1210 Kcal
4O Korak: Izvrši brisanje:
Korak 1: 1C4H10 (g) → 4C(s) + 5h2 (g) H = + 125 Kcal
Korak 2: 4C(s) + 4 O2 (g) → 4 CO2 (g) H = -1576 Kcal
3. korak: 5 sati2 (g) + 5 / 2O2 (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 nalazi se 4 C, pa se uklanjaju.
Dakle, koraci ostaju sljedeći:
Korak 1: 1C4H10 (g) → H = + 125 Kcal
Korak 2: + 4 O2 (g) → 4 CO2 (g) H = -1576 Kcal
3. korak: + 5 / 2O2 (g) → 5h2O(g ? H = -1210 Kcal
Dodavanjem koraka nakon eliminacija otkrivamo da su oni u skladu s cjelokupnom reakcijom.
Ç4H10 (g) + 13 / 2O2 (g) → 4CO2 (g) + 5 sati2O(g)
5O 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
