THE ヘスの法則 1840年にスイスの医師で化学者のジェルマンアンリヘスによって提案されました。 熱の形でのエネルギーに関する彼の仕事の間に 中和反応 に 酸砂 ベースs、彼はこのタイプの反応のエネルギーの合計は常に一定であると結論付けました。
スイスの科学者の研究は、次の法律の提案につながりました:
“特定の実験条件下での化学反応に関与するエンタルピーの変動は、エンタルピーのみに依存します 反応が単一のステップで直接実行されるか、一連の間接的に実行されるかにかかわらず、初期および最終生成物 フェーズ。」
一般に、反応の?Hの計算は、ステップ数や反応のタイプに依存せず、次の式で行われます。
?H = Hp-Hr
特定の化学反応の?Hを計算できない場合は、この反応を構成するステップの?Hの合計によって決定できます。
?H =?H1 +?H2 +?H3 + ...
一例は、グラファイトカーボンからダイヤモンドカーボンへの変換に関与するエネルギーの決定です(C(g) →C(d)). このプロセスの?Hを決定するために、次の手順を自由に使用できます。
Ç(g) + O2(g) →CO2(g) ?H = -94 Kcal
CO2(g) →C(d) + O2(g) ?H = +94.5 Kcal
繰り返される化合物があるので(CO2 それは2)両方の方程式で、ただし異なる領域(試薬または製品)では、それらは削除されます。 したがって、両方のOが2 COはいくらですか2 方程式の反対側にあります:
?H =?H1 +?H2
?H = -94 + 94.5
?H = 0.5 Kcal
ヘスの法則の基礎
いつしなければならないのですか 反応のエンタルピー変化を計算する そのステップとエンタルピーの変化から、最終的な反応は誰がこの計算を決定するかであることに留意する必要があります。
提供されるすべてのステップは、最終的な反応と完全に一致するように実行されます。 たとえば、最終的な反応がある場合:
全体的な反応:X + Y→Z
また、演習では次の手順を実行します。
ステップ1:X + D→W + E
ステップ2:Z + D→F + E
ステップ3:F→Y + W
2ではAが反応物に含まれ、3ではYが生成物に含まれるため、ステップ2と3が最終反応に従わないことは明らかです。 この場合、これらのステップには、最終的または全体的な反応に準拠するための「処理」が必要です。 この「治療」が何であるかを理解してください:
ヘスの法則の反応のステップで作業する可能性
a)方程式全体を反転します
参加者の位置を一致させるために、方程式を逆にすることができます(反応物が生成物になり、生成物が反応物になります)。 この場合、?Hの値の符号が反転します。
以下の例では、ステップ2と3を逆にする必要があることは明らかです。
全体的な反応:X + Y→Z
ステップ1:X + D→W + E
ステップ2:Z + D→F + E
ステップ3:F→Y + W
b)方程式を掛ける
参加者の数を均等にするために、方程式に任意の数値を掛けることができます。 この場合、?Hの値を乗算する必要があります。
以下の例では、ステップ2に2を掛けて、グローバル方程式に対する参加者BとCの数を等しくする必要があることは明らかです。
全体的な反応:A + 2B→2C
ステップ1:A + 2D→2Z
ステップ2:Z + B→C + D
c)方程式全体を分割する
参加者の数を均等にするために、方程式を任意の数値で割ることができます。 この場合、?Hの値も除算する必要があります。
以下の例では、グローバル方程式に関連して参加者FとCの数に等しくなるように、ステップ2を2で除算する必要があることは明らかです。
全体的な反応:W + F→2C
ステップ1:W + 2D→2Z
ステップ2:4Z + 2F→4C + 4D
ヘスの法則の適用例
例: ブタンガスの完全燃焼反応(二酸化炭素と水の形成)は、次の式で与えられます。
Ç4H10(g) + 13 / 2O2(g) →4CO2(g) +5時間2O(g)
そのブタンを知って、C4H10は、調理ガス(LPG)に最も多く存在するガスであり、そのエンタルピーの値を決定します。 それぞれの生成の標準エンタルピーに関する以下のデータを参照してください。 コンポーネント:
Ç(s) +5時間2(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
解決:
1O ステップ:グローバル方程式によれば、物質は生成物ではなく反応物でなければならないため、ステップ1を逆にする必要があります。 これにより、?Hの値の符号も反転します。
1C4H10(g) →4C(s) +5時間2(g) ?H = + 125 Kcal
2O ステップ:ステップ2を維持する必要がありますが、グローバル方程式によれば、4 molのCOが必要であるため、4を掛ける必要があります。2. したがって、?Hの値にも4を掛ける必要があります。
(4x) Ç(s) + O2(g) →CO2(g) ?H = -394 Kcal
すぐに:
4C(s) + 4 O2(g) →4CO2(g) ?H = -1576 Kcal
3O ステップ:ステップ3を維持する必要がありますが、グローバル方程式によれば、5 molのHが必要であるため、5を掛ける必要があります。2O。 したがって、?Hの値にも5を掛ける必要があります。
(5倍) H2(g) + 1 / 2O2(g) →H2O(g) ?H = -242 Kcal
すぐに:
5時間2(g) + 5 / 2O2(g) →5時間2O(g ?H = -1210 Kcal
4O ステップ: 削除を実行します。
ステップ1: 1C4H10(g) →4C(s) +5時間2(g) ?H = + 125 Kcal
ステップ2: 4C(s) + 4 O2(g) →4CO2(g) ?H = -1576 Kcal
ステップ3: 5時間2(g) + 5 / 2O2(g) →5時間2O(g ?H = -1210 Kcal
5時間前2 したがって、ステップ1の製品とステップ3の試薬では、これらは排除されます。
ステップ1の生成物とステップ2の試薬には4Cが含まれているため、これらは除去されます。
したがって、手順は次のようになります。
ステップ1: 1C4H10(g) → ?H = + 125 Kcal
ステップ2: + 4 O2(g) →4CO2(g) ?H = -1576 Kcal
ステップ3: + 5 / 2O2(g) →5時間2O(g ?H = -1210 Kcal
除去後にステップを追加することにより、それらが全体的な反応と一致していることがわかります。
Ç4H10(g) + 13 / 2O2(g) →4CO2(g) +5時間2O(g)
5O ステップ: の値を追加します ?hrs を決定するためのステップの ?H グローバルな反応の。
?H =?H1 +?H2 +?H3
?H = 125 +(-1576)+(-1210)
?H = 125 – 1576 – 1210
?H = 125-2786
?H = -661 Kcal
私によって。DiogoLopesDias
ソース: ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-hess.htm