რა არის ჰესის კანონი?

ჰესის კანონი იგი 1840 წელს შემოგვთავაზა შვეიცარიელმა ექიმმა და ქიმიკოსმა ჟერმენმა ანრი ჰესმა. მისი მუშაობის დროს ენერგიაზე სითბოს სახით ნეიტრალიზაციის რეაქციები წელს მჟავადა ბაზამან დაასკვნა, რომ ენერგიის ჯამი ამ ტიპის რეაქციაში ყოველთვის მუდმივია.

შვეიცარიელი მეცნიერის გამოკვლევებმა შემდეგი კანონის შემოთავაზება გამოიწვია:

“ქიმიურ რეაქციაში მონაწილე ენტალპიის ცვალებადობა, გარკვეულ ექსპერიმენტულ პირობებში, დამოკიდებულია მხოლოდ ენტალპიაზე პირველადი და საბოლოო პროდუქტები, რეაქცია ხორციელდება უშუალოდ ერთი ნაბიჯით ან ხორციელდება არაპირდაპირი გზით მთელი რიგით ფაზები ".

ზოგადად, რეაქციის? H გაანგარიშება დამოუკიდებელია ნაბიჯების რაოდენობისა და რეაქციის ტიპისაგან და ხორციელდება შემდეგი გამოთქმით:

?H = Hp-Hr

როდესაც ჩვენ ვერ გამოვთვლით კონკრეტული H ქიმიური რეაქციის? H, ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ ამ H რეაქცია, რომელიც ქმნის ამ რეაქციას:

?H =? H₁ +? თ₂ +? თ₃ + ...

ამის მაგალითია ენერგიის განსაზღვრა, რომელიც მონაწილეობს გრაფიტის ნახშირბადის ალმასის ნახშირბად გარდაქმნაში (C_(ზ) გ_(დ)). ამ პროცესის? H დასადგენად, ჩვენ განკარგულებაში გვაქვს შემდეგი ნაბიჯები:

ჩ_(ზ) + ო_{2 (გ)} → CO_{2 (გ)}? H = -94 კკალ

კომპანია_{2 (გ)} გ_(დ) + ო_{2 (გ)}? H = +94,5 კკალ

რადგან არსებობს ნაერთები, რომლებიც იმეორებენ თავს (CO₂ ეს არის₂) ორივე განტოლებაში, მაგრამ სხვადასხვა სფეროში (რეაგენტები ან პროდუქტები), ისინი აღმოიფხვრება. ასე რომ, უბრალოდ დაამატე? Hs გათვალისწინებული, რადგან ორივე O₂ რამდენად CO₂ განტოლების საპირისპირო მხარეს არიან:

?H =? H₁ +? თ₂

?H = -94 + 94,5

?H = 0,5 კკალ

ჰესის კანონის საფუძვლები

როდის უნდა გამოთვალეთ რეაქციის ენტალპიის ცვლილება მისი ნაბიჯებიდან და მისი ენთალპიური ვარიაციებიდან უნდა გავითვალისწინოთ, რომ საბოლოო რეაქცია არის ის, ვინც უკარნახებს ამ გაანგარიშებას.

მოცემული ყველა ნაბიჯი შემუშავებულია ისე, რომ ისინი სრულყოფილად ეთანხმებიან საბოლოო რეაქციას. მაგალითად, თუ საბოლოო რეაქცია გვაქვს:

საერთო რეაქცია: X + Y → Z

სავარჯიშო ითვალისწინებს შემდეგ ნაბიჯებს:

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

აშკარაა, რომ მე –2 და მე –3 ნაბიჯები არ ემორჩილებიან საბოლოო რეაქციას, რადგან 2 – ში A არის რეაქტიულ ნივთიერებაში, ხოლო 3 – ში Y არის პროდუქტში. ამ შემთხვევაში ამ ნაბიჯებს "მკურნალობა" სჭირდება საბოლოო ან გლობალური რეაქციის შესასრულებლად. გაიგეთ რა არის ეს "მკურნალობა":

ჰესის კანონის კანონში რეაგირების საფეხურებზე მუშაობის შესაძლებლობები

ა) მთლიანი განტოლების შებრუნება

განტოლება შეიძლება ინვერსიული იყოს (რეაქტივები გახდეს პროდუქტები და პროდუქტები გახდეს რეაქტივები) მონაწილეთა პოზიციის შესატყვისად. ამ შემთხვევაში? H მნიშვნელობას ინვერსიული ნიშანი ექნება.

ქვემოთ მოყვანილ მაგალითში აშკარაა, რომ ნაბიჯები 2 და 3 უნდა შეიცვალოს:

საერთო რეაქცია: X + Y → Z

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

ბ) განტოლების გამრავლება

განტოლება შეიძლება გამრავლდეს ნებისმიერი რიცხვითი მნიშვნელობით, მონაწილეთა რაოდენობის გასათანაბრებლად. ამ შემთხვევაში,? H- ის მნიშვნელობა უნდა გამრავლდეს.

ქვემოთ მოყვანილ მაგალითში აშკარაა, რომ ნაბიჯი 2 უნდა გამრავლდეს 2-ით, რომ გაუტოლდეს B და C მონაწილეთა რაოდენობას გლობალურ განტოლებასთან შედარებით.

ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)

საერთო რეაქცია: A + 2B 2C

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

გ) მთლიანი განტოლების გაყოფა

განტოლება შეიძლება დაიყოს ნებისმიერი რიცხვითი მნიშვნელობით, მონაწილეთა რაოდენობის გასათანაბრებლად. ამ შემთხვევაში ასევე უნდა გაიყოს? H მნიშვნელობაც.

ქვემოთ მოყვანილ მაგალითში აშკარაა, რომ ნაბიჯი 2 უნდა იყოფა 2-ზე, რომ ტოლი იყოს F და C მონაწილეთა რიცხვი გლობალურ განტოლებასთან მიმართებაში.

საერთო რეაქცია: W + F → 2C

ნაბიჯი 1: W + 2D 2Z
ნაბიჯი 2: 4Z + 2F 4C + 4D

ჰესის კანონის გამოყენების მაგალითი

მაგალითი: ბუტანის გაზის სრული წვის რეაქცია (ნახშირორჟანგისა და წყლის წარმოქმნა) მოცემულია შემდეგი განტოლებით:

ჩ₄ჰ_{10 (გ)} + 13 / 2O_{2 (გ)} CO 4CO_{2 (გ)} + 5 საათი₂ო_(ზ)

იცოდა რომ ბუტანი, გ₄ჰ₁₀, არის გაზში ყველაზე დიდი რაოდენობით გაზი გაზქურაში (LPG), განსაზღვრავს მისი ენთალპიის მნიშვნელობა, შემდეგი მონაცემების მითითებით თითოეული მისი ფორმირების სტანდარტული ენთალპიებისათვის კომპონენტები:

ჩ_(s) + 5 სთ_{2 (გ)} C 1C₄ჰ_{10 (გ)}? H = -125 კკალ

ჩ_(s) + ო_{2 (გ)} → CO_{2 (გ)}? H = -394 კკალ

ჰ_{2 (გ)} + 1 / 2O_{2 (გ)} თ₂ო_(ზ)? H = -242 კკალ

რეზოლუცია:

1^ო ნაბიჯი: ნაბიჯი 1 უნდა შეიცვალოს, რადგან გლობალური განტოლების თანახმად, ნივთიერება უნდა იყოს რეაქტიული და არა პროდუქტი. ამასთან,? H მნიშვნელობის ნიშანი ასევე შებრუნებულია:

1C₄ჰ_{10 (გ)} C 4C_(s) + 5 სთ_{2 (გ)}? H = + 125 კკალ

2^ო ნაბიჯი: ნაბიჯი 2 უნდა იყოს დაცული, მაგრამ ის უნდა გამრავლდეს ოთხზე, რადგან გლობალური განტოლების თანახმად, მას უნდა ჰქონდეს 4 მოლი CO₂. ამრიგად,? H მნიშვნელობა უნდა გამრავლდეს 4-ზეც:

(4x) ჩ_(s) + ო_{2 (გ)} → CO_{2 (გ)}? H = -394 კკალ

მალე:

4C_(s) + 4 ო_{2 (გ)} → 4 CO_{2 (გ)}? H = -1576 კკალ

3^ო ნაბიჯი: ნაბიჯი 3 უნდა იყოს დაცული, მაგრამ ის უნდა გამრავლდეს ხუთზე, რადგან, გლობალური განტოლების თანახმად, მას უნდა ჰქონდეს 5 მოლი H₂ო. ამრიგად,? H მნიშვნელობა უნდა გამრავლდეს 5-ზეც:

(5x) ჰ_{2 (გ)} + 1 / 2O_{2 (გ)} თ₂ო_(ზ)? H = -242 კკალ

მალე:

5 საათი_{2 (გ)} + 5 / 2O_{2 (გ)} → 5 სთ₂ო_(გ ? H = -1210 კკალ

4^ო ნაბიჯი: შეასრულეთ წაშლა:

Ნაბიჯი 1: 1C₄ჰ_{10 (გ)} C 4C_(s) + 5 სთ_{2 (გ)}? H = + 125 კკალ

ნაბიჯი 2: 4C_(s) + 4 ო_{2 (გ)} → 4 CO_{2 (გ)}? H = -1576 კკალ

ნაბიჯი 3: 5 საათი_{2 (გ)} + 5 / 2O_{2 (გ)} → 5 სთ₂ო_(გ ? H = -1210 კკალ

• 5 საათის წინ₂ 1-ლი საფეხურის პროდუქტში და 3-ე ეტაპზე რეაგენტში, ამიტომ ისინი ელიმინირდებიან;

• პროდუქტში არის 1 C ნაბიჯი 4, ხოლო რეაგენტი 2 ნაბიჯიდან, ამიტომ ისინი ელიმინირდება.

ამრიგად, ნაბიჯები შემდეგნაირად რჩება:

Ნაბიჯი 1: 1C₄ჰ_{10 (გ)} → ? H = + 125 კკალ

ნაბიჯი 2: + 4 ო_{2 (გ)} → 4 CO_{2 (გ)}? H = -1576 კკალ

ნაბიჯი 3: + 5 / 2O_{2 (გ)} → 5 სთ₂ო_(გ ? H = -1210 კკალ

აღმოფხვრის შემდეგ ნაბიჯების დამატებით, ჩვენ ვხვდებით, რომ ისინი შესაბამისობაში არიან საერთო რეაქციასთან.

ჩ₄ჰ_{10 (გ)} + 13 / 2O_{2 (გ)} CO 4CO_{2 (გ)} + 5 საათი₂ო_(ზ)

5^ო ნაბიჯი: დაამატეთ მნიშვნელობები ? სთ ნაბიჯების დადგენა ? თ გლობალური რეაქციის.

?H =? H₁ +? თ₂ +? თ₃

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

?H = 125 - 1576 - 1210

?H = 125 - 2786

?H = - 661 კკალ

ჩემ მიერ. დიოგო ლოპეს დიასი