헤스의 법칙은 무엇입니까?

그만큼 헤스의 법칙 스위스의 의사이자 화학자 인 Germain Henri Hess가 1840 년에 제안했습니다. 열의 형태로 에너지를 연구하는 동안 중화 반응 에 산모래 베이스s, 그는 이러한 유형의 반응에서 에너지의 합이 항상 일정하다고 결론지었습니다.

스위스 과학자의 연구는 다음과 같은 법을 제안했습니다.

“특정 실험 조건에서 화학 반응과 관련된 엔탈피의 변화는 전적으로 엔탈피에 따라 다릅니다. 반응이 단일 단계에서 직접 수행되거나 일련의 간접적으로 수행되는지 여부에 관계없이 초기 및 최종 제품 단계. "

일반적으로 반응의 ΔH 계산은 단계 수 및 반응 유형과 무관하며 다음 식으로 수행됩니다.

?H = Hp-Hr

특정 화학 반응의 ΔH를 계산할 수없는 경우, 이 반응을 구성하는 단계의 ΔH의 합계로 결정할 수 있습니다.

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃ + ...

예를 들어 흑연 탄소를 다이아몬드 탄소 (C)로 변환하는 데 관여하는 에너지를 결정하는 것입니다._(지) → C_(디)). 이 프로세스의? H를 결정하기 위해 다음 단계를 사용할 수 있습니다.

씨_(지) + O_2(g) → CO_2(g)? H = -94Kcal

CO_2(g) → C_(디) + O_2(g)? H = + 94.5Kcal

반복되는 화합물 (CO₂ 그건₂) 두 방정식 모두에서, 그러나 다른 영역 (시약 또는 제품)에서는 제거됩니다. 따라서 제공된? H를 추가하십시오.₂ 얼마나 많은 CO₂ 방정식의 반대편에 있습니다.

?H =? H₁ +? H₂

?고 = -94 + 94.5

?H = 0.5Kcal

헤스의 법칙의 기초

우리는 언제해야합니까 반응의 엔탈피 변화를 계산 단계와 엔탈피 변형에서 우리는 최종 반응이 누가이 계산을 지시 할 것인지를 명심해야합니다.

제공된 모든 단계는 최종 반응과 완전히 일치하는 방식으로 수행됩니다. 예를 들어, 최종 반응이있는 경우 :

전반적인 반응: X + Y → Z

이 연습에서는 다음 단계를 제공합니다.

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

2에서 A는 반응물에 있고 3에서는 Y가 생성물에 있기 때문에 2 단계와 3 단계는 최종 반응을 따르지 않는 것이 분명합니다. 이 경우 이러한 단계는 최종 또는 글로벌 반응을 준수하기 위해 "치료"가 필요합니다. 이 "치료"가 무엇인지 이해하십시오.

헤스의 법칙에서 반응 단계로 작업 할 수있는 가능성

a) 전체 방정식 반전

참가자의 위치를 ​​맞추기 위해 방정식을 반전시킬 수 있습니다 (반응물이 생성물이되고 생성물이 반응물이 됨). 이 경우? H 값은 부호가 반전됩니다.

아래 예에서 2 단계와 3 단계를 반대로 수행해야합니다.

전반적인 반응: X + Y → Z

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

b) 방정식을 곱하십시오

참가자 수를 동일하게하기 위해 방정식에 임의의 숫자 값을 곱할 수 있습니다. 이 경우? H 값을 곱해야합니다.

아래 예에서 글로벌 방정식에 대한 참가자 B와 C의 수와 같게하려면 2 단계에 2를 곱해야합니다.

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전체 반응: A + 2B → 2C

1 단계: A + 2D → 2Z
2 단계: Z + B → C + D

c) 전체 방정식 분할

참가자 수를 동일하게하기 위해 방정식을 숫자 값으로 나눌 수 있습니다. 이 경우,? H의 값도 나누어 져야합니다.

아래 예에서 글로벌 방정식과 관련하여 참가자 F와 C의 수와 같도록 2 단계를 2로 나누어야 함이 분명합니다.

전체 반응: W + F → 2C

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

헤스의 법칙 적용 사례

예: 부탄 가스의 완전한 연소 반응 (이산화탄소와 물의 형성)은 다음 방정식으로 주어집니다.

씨₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_2(g) → 4CO_2(g) + 5 시간₂영형_(지)

그 부탄, C를 알고₄H₁₀는 요리 가스 (LPG)에 가장 많이 존재하는 가스이며, 엔탈피 값을 결정하고, 각각의 형성의 표준 엔탈피에 대한 다음 데이터를 참조하십시오. 구성 요소 :

씨_(에스) + 5 시간_2(g) → 1C₄H_{10 (g)}? H = -125 Kcal

씨_(에스) + O_2(g) → CO_2(g)? H = -394Kcal

H_2(g) + 1 / 2O_2(g) → H₂영형_(지)? H = -242Kcal

해결:

1^영형 단계: 전체 방정식에 따르면 물질은 생성물이 아니라 반응물이어야하므로 1 단계를 반대로해야합니다. 이를 통해? H 값의 부호도 반전됩니다.

1C₄H_{10 (g)} → 4C_(에스) + 5 시간_2(g)? H = + 125Kcal

2^영형 단계: 2 단계를 유지해야하지만, 글로벌 방정식에 따라 4 mol의 CO가 있어야하므로 4를 곱해야합니다.₂. 따라서? H 값에도 4를 곱해야합니다.

(4 배) 씨_(에스) + O_2(g) → CO_2(g)? H = -394Kcal

곧:

4C_(에스) + 4O_2(g) → 4 CO_2(g)? H = -1576Kcal

3^영형 단계: 3 단계를 유지해야하지만, 글로벌 방정식에 따르면 5 mol의 H가 있어야하기 때문에 5를 곱해야합니다.₂영형. 따라서? H 값에도 5를 곱해야합니다.

(5 배) H_2(g) + 1 / 2O_2(g) → H₂영형_(지)? H = -242Kcal

곧:

5 시간_2(g) + 5 / 2O_2(g) → 5 시간₂영형_(지 ? H = -1210Kcal

4^영형 단계: 삭제 수행 :

1 단계: 1C₄H_{10 (g)} → 4C_(에스) + 5 시간_2(g)? H = + 125Kcal

2 단계: 4C_(에스) + 4O_2(g) → 4 CO_2(g)? H = -1576Kcal

3 단계: 5 시간_2(g) + 5 / 2O_2(g) → 5 시간₂영형_(지 ? H = -1210Kcal

• 5 시간 전에₂ 따라서 1 단계 제품과 3 단계 시약에서는 제거됩니다.

• 1 단계의 제품과 2 단계의 시약에 4C가 있으므로 제거됩니다.

따라서 단계는 다음과 같이 유지됩니다.

1 단계: 1C₄H_{10 (g)} → ? H = + 125Kcal

2 단계: + 4O_2(g) → 4 CO_2(g)? H = -1576Kcal

3 단계: + 5 / 2O_2(g) → 5 시간₂영형_(지 ? H = -1210Kcal

제거 후 단계를 추가하면 전체 반응과 일치한다는 것을 알 수 있습니다.

씨₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_2(g) → 4CO_2(g) + 5 시간₂영형_(지)

5^영형 단계: 값을 추가하십시오. ? 시간 결정하는 단계의 ? H 글로벌 반응의.

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃

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

?H = 125 – 1576 – 1210

?높이 = 125-2786

?H =-661Kcal

나. Diogo Lopes Dias