A Hess törvénye 1840-ben Germain Henri Hess svájci orvos és vegyész javasolta. Az energiával kapcsolatos munka során hő formájában semlegesítési reakciók ban ben savs és báziss arra a következtetésre jutott, hogy az ilyen típusú reakciók energiáinak összege mindig állandó.
A svájci tudós tanulmányai a következő törvény javaslatához vezettek:
“A kémiai reakcióban részt vevő entalpia változása bizonyos kísérleti körülmények között kizárólag az entalpiától függ kiindulási és végtermék, függetlenül attól, hogy a reakciót közvetlenül egyetlen lépésben hajtják végre, vagy közvetett módon a reakciót hajtják végre fázisok. "
Általában a reakció H-értékének kiszámítása független a lépések számától és a reakció típusától, és a következő kifejezéssel történik:
?H = Hp-Hr
Ha nem tudjuk kiszámítani egy adott kémiai reakció H H értékét, akkor ezt a reakciót alkotó lépések H H-ának összegével meghatározhatjuk:
?H =? H1 +? H2 +? H3 + ...
Példaként említhetjük a grafitos szén gyémánt szénné (Cg) → Cd)). Ennek a folyamatnak a H értékének meghatározásához a következő lépések állnak rendelkezésünkre:
Çg) + O2. g) → CO2. g) H = -94 Kcal
CO2. g) → Cd) + O2. g) H = +94,5 Kcal
Mivel vannak olyan vegyületek, amelyek megismétlik önmagukat (CO2 ez a2) mindkét egyenletben, de különböző területeken (reagensek vagy termékek) eliminálódnak. Tehát, csak adja hozzá a? H-ket, mivel mind az O2 mennyit a CO2 az egyenlet ellentétes oldalán vannak:
?H =? H1 +? H2
?H = -94 + 94,5
?H = 0,5 Kcal
Hess törvényének alapjai
mikor kell számítsa ki a reakció entalpia változását lépéseiből és entalpia-variációiból szem előtt kell tartanunk, hogy a végső reakció az, aki diktálja ezt a számítást.
Az összes megadott lépést úgy dolgozzuk ki, hogy teljes mértékben összhangban legyenek a végső reakcióval. Például, ha végső reakciónk van:
Általános reakció: X + Y → Z
A gyakorlat pedig a következő lépéseket tartalmazza:
1. lépés: X + D → W + E
2. lépés: Z + D → F + E
3. lépés: F → Y + W
Nyilvánvaló, hogy a 2. és a 3. lépés nem engedelmeskedik a végső reakciónak, mivel a 2. lépésben A a reagensben, a 3. lépésben Y a termékben van. Ebben az esetben ezeknek a lépéseknek „kezelésre” van szükségük ahhoz, hogy megfeleljenek a végső vagy globális reakciónak. Értse meg, mi ez a "kezelés":
A reakció lépéseivel való munka lehetőségei a Hess-törvényben
a) Fordítsa meg az egész egyenletet
Egy egyenlet megfordítható (a reagensekből termékek, a termékekből pedig reagensek lesznek) a résztvevők helyzetének kiegyenlítése érdekében. Ebben az esetben a? H értékének fordított értéke lesz.
Az alábbi példában nyilvánvaló, hogy a 2. és 3. lépést meg kell fordítani:
Általános reakció: X + Y → Z
1. lépés: X + D → W + E
2. lépés: Z + D → F + E
3. lépés: F → Y + W
b) Szorozzuk meg az egyenletet
Az egyenlet bármely számértékkel megszorozható a résztvevők számának kiegyenlítése érdekében. Ebben az esetben meg kell szorozni? H értékét.
Az alábbi példában nyilvánvaló, hogy a 2. lépést meg kell szorozni 2-vel, hogy megegyezzen a B és C résztvevők számával a globális egyenlethez viszonyítva.
Ne álljon meg most... A reklám után még több van;)
Általános reakció: A + 2B → 2C
1. lépés: A + 2D → 2Z
2. lépés: Z + B → C + D
c) Ossza fel a teljes egyenletet
Egy egyenlet bármely számértékkel felosztható a résztvevők számának kiegyenlítése érdekében. Ebben az esetben a H értékét is el kell osztani.
Az alábbi példában nyilvánvaló, hogy a 2. lépést el kell osztani 2-vel, hogy megegyezzen az F és C résztvevők számával a globális egyenlethez viszonyítva.
Teljes reakció: W + F → 2C
1. lépés: W + 2D → 2Z
2. lépés: 4Z + 2F → 4C + 4D
Hess-törvény alkalmazási példa
Példa: A butángáz teljes égési reakcióját (szén-dioxid és víz képződése) a következő egyenlet adja:
Ç4H10. g) + 13 / 2O2. g) → 4CO2. g) + 5 óra2Og)
A bután ismeretében C4H10, a főzőgázban (LPG) a legnagyobb mennyiségben jelen lévő gáz határozza meg az entalpia értékét, az egyes adatok kialakulásának standard entalpiaira vonatkozó alábbi adatokra hivatkozva alkatrészek:
Çs + 5 óra2. g) → 1C4H10. g) H = -125 Kcal
Çs + O2. g) → CO2. g) H = -394 Kcal
H2. g) + 1 / 2O2. g) → H2Og) H = -242 Kcal
Felbontás:
1O Lépés: Az 1. lépést meg kell fordítani, mert a globális egyenlet szerint az anyagnak reakcióképesnek kell lennie, nem terméknek. Ezzel a? H értékének előjele is megfordul:
1C4H10. g) → 4Cs + 5 óra2. g) H = + 125 Kcal
2O Lépés: A 2. lépést meg kell tartani, de meg kell szorozni néggyel, mert a globális egyenlet szerint 4 mol CO2. Így a H értékét is meg kell szorozni 4-vel:
(4x) Çs + O2. g) → CO2. g) H = -394 Kcal
hamar:
4Cs + 4 O2. g) → 4 CO2. g) H = -1576 Kcal
3O Lépés: A 3. lépést meg kell tartani, de meg kell szorozni ötször, mert a globális egyenlet szerint 5 mol H2O. Így a H értékét is meg kell szorozni 5-tel:
(5x) H2. g) + 1 / 2O2. g) → H2Og) H = -242 Kcal
hamar:
5 óra2. g) + 5 / 2O2. g) → 5h2O(g H = -1210 Kcal
4O Lépés: Törlések végrehajtása:
1. lépés: 1C4H10. g) → 4Cs + 5 óra2. g) H = + 125 Kcal
2. lépés: 4Cs + 4 O2. g) → 4 CO2. g) H = -1576 Kcal
3. lépés: 5 óra2. g) + 5 / 2O2. g) → 5h2O(g H = -1210 Kcal
5 órája2 az 1. lépés termékében és a 3. lépésben a reagensben ezért eliminálódnak;
Az 1. lépés termékében és a 2. lépésben található reagensben 4 ° C van, így ezek eltávolításra kerülnek.
Így a lépések a következők maradnak:
1. lépés: 1C4H10. g) → H = + 125 Kcal
2. lépés: + 4 O2. g) → 4 CO2. g) H = -1576 Kcal
3. lépés: + 5 / 2O2. g) → 5h2O(g H = -1210 Kcal
Az elimináció utáni lépések hozzáadásával megállapíthatjuk, hogy összhangban vannak az általános reakcióval.
Ç4H10. g) + 13 / 2O2. g) → 4CO2. g) + 5 óra2Og)
5O Lépés: Adja hozzá a ? óra a. lépés meghatározása ? H a globális reakció.
?H =? H1 +? H2 +? H3
?H = 125 + (-1576) + (-1210)
?H = 125 - 1576 - 1210
?H = 125 - 2786
?H = - 661 Kcal
Általam. Diogo Lopes Dias
