Hva er Hess 'lov?

DE Hess lov det ble foreslått i 1840 av den sveitsiske legen og kjemikeren Germain Henri Hess. I løpet av sitt arbeid med energi i form av varme i nøytraliseringsreaksjoner i syres og utgangspunkts, konkluderte han med at summen av energiene i denne typen reaksjoner alltid var konstant.

Den sveitsiske vitenskapsmannens studier førte til proposisjonen av følgende lov:

“Variasjonen av entalpi involvert i en kjemisk reaksjon, under visse eksperimentelle forhold, avhenger utelukkende av entalpi innledende og sluttprodukter, enten reaksjonen utføres direkte i et enkelt trinn eller utføres indirekte i en serie av faser. "

Generelt er beregningen av? H av en reaksjon uavhengig av antall trinn og typen reaksjon og gjøres ved følgende uttrykk:

?H = Hp-Hr

Når vi ikke klarer å beregne? H for en spesifikk kjemisk reaksjon, kan vi bestemme den med summen av? H av trinnene som utgjør denne reaksjonen:

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃+ ...

Et eksempel er bestemmelsen av energien som er involvert i transformasjonen av grafittkarbon til diamantkarbon (C

instagram story viewer

_(g) → C_(d)). For å bestemme? H av denne prosessen har vi følgende trinn til disposisjon:

Ç_(g) + O_{2 (g)} → CO_{2 (g)}? H = -94 Kcal

CO_{2 (g)} → C_(d) + O_{2 (g)}? H = +94,5 Kcal

Siden det er forbindelser som gjentar seg selv (CO₂ det er₂) i begge ligninger, men i forskjellige områder (reagenser eller produkter), elimineres de. Så bare legg til? Hs gitt, siden begge O₂ hvor mye CO₂ er på hver sin side av ligningen:

?H =? H₁ +? H₂

?H = -94 + 94,5

?H = 0,5 Kcal

Grunnleggende om Hess 'lov

når må vi beregne entalpiendringen av en reaksjon fra trinnene og entalpievariasjonene, må vi huske at den endelige reaksjonen er hvem som vil diktere denne beregningen.

Alle trinnene er utarbeidet på en slik måte at de er helt enige i den endelige reaksjonen. For eksempel hvis vi har en endelig reaksjon:

Generell reaksjon: X + Y → Z

Og øvelsen gir følgende trinn:

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

Det er klart at trinn 2 og 3 ikke adlyder den endelige reaksjonen, siden i 2 er A i reaktanten, og i 3 er Y i produktet. I dette tilfellet trenger disse trinnene "behandling" for å overholde den endelige eller globale reaksjonen. Forstå hva denne "behandlingen" er:

Muligheter for å jobbe med trinnene til en reaksjon i Hess's Law

a) Inverter hele ligningen

En ligning kan inverteres (reaktanter blir produkter og produkter blir reaktanter) for å matche stillingen til deltakerne. I dette tilfellet vil verdien av? H ha tegnet invertert.

I eksemplet nedenfor er det tydelig at trinn 2 og 3 må reverseres:

Generell reaksjon: X + Y → Z

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

b) Multipliser ligningen

En ligning kan multipliseres med en hvilken som helst numerisk verdi for å utjevne antall deltakere. I dette tilfellet må verdien av? H multipliseres.

I eksemplet nedenfor er det tydelig at trinn 2 må multipliseres med 2 for å være lik antall deltakere B og C i forhold til den globale ligningen.

Samlet reaksjon: A + 2B → 2C

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

c) Del hele ligningen

En ligning kan deles med en hvilken som helst numerisk verdi for å utjevne antall deltakere. I dette tilfellet må verdien av? H også deles.

I eksemplet nedenfor er det tydelig at trinn 2 må deles med 2 for å være lik antall deltakere F og C i forhold til den globale ligningen.

Generell reaksjon: W + F → 2C

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

Eksempel på Hess 'lovsøknad

Eksempel: Den komplette forbrenningsreaksjonen (dannelse av karbondioksid og vann) av butangass er gitt ved følgende ligning:

Ç₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_{2 (g)} → 4CO_{2 (g)} + 5 timer₂O_(g)

Å vite at butan, C₄H₁₀, er gassen som er tilstede i den største mengden i kokegass (LPG), bestem verdien av entalpien, med referanse til følgende data for standard entalpier for dannelse av hver av dens komponenter:

Ç_(s) + 5t_{2 (g)} → 1C₄H_{10 (g)}? H = -125 Kcal

Ç_(s) + O_{2 (g)} → CO_{2 (g)}? H = -394 Kcal

H_{2 (g)} + 1 / 2O_{2 (g)} → H₂O_(g)? H = -242 Kcal

Vedtak:

1^O Steg: Trinn 1 må reverseres da stoffet i henhold til den globale ligningen skal være reaktant, ikke produkt. Med dette blir også tegnet på verdien av? H invertert:

1C₄H_{10 (g)} → 4C_(s) + 5t_{2 (g)}? H = + 125 Kcal

2^O Steg: Trinn 2 må holdes, men det må multipliseres med fire, fordi det ifølge den globale ligningen må ha 4 mol CO₂. Dermed må verdien av? H også multipliseres med 4:

(4x) Ç_(s) + O_{2 (g)} → CO_{2 (g)}? H = -394 Kcal

snart:

4C_(s) + 4 O_{2 (g)} → 4 CO_{2 (g)}? H = -1576 Kcal

3^O Steg: Trinn 3 må holdes, men det må multipliseres med fem, fordi det ifølge den globale ligningen må ha 5 mol H₂O. Dermed må verdien av? H også multipliseres med 5:

(5x) H_{2 (g)} + 1 / 2O_{2 (g)} → H₂O_(g)? H = -242 Kcal

snart:

5 timer_{2 (g)} + 5 / 2O_{2 (g)} → 5t₂O_(g? H = -1210 Kcal

4^O Steg: Utfør slettinger:

Trinn 1: 1C₄H_{10 (g)} → 4C_(s) + 5t_{2 (g)}? H = + 125 Kcal

Steg 2: 4C_(s) + 4 O_{2 (g)} → 4 CO_{2 (g)}? H = -1576 Kcal

Trinn 3: 5 timer_{2 (g)} + 5 / 2O_{2 (g)} → 5t₂O_(g? H = -1210 Kcal

5 timer siden₂ i trinn 1-produktet og i trinn 3-reagenset blir de derfor eliminert;
Det er 4 C i produktet fra trinn 1 og reagenset fra trinn 2, så de elimineres.

Dermed forblir trinnene som følger:

Trinn 1: 1C₄H_{10 (g)} → ? H = + 125 Kcal

Steg 2: + 4 O_{2 (g)} → 4 CO_{2 (g)}? H = -1576 Kcal

Trinn 3: + 5 / 2O_{2 (g)} → 5t₂O_(g? H = -1210 Kcal

Ved å legge til trinnene etter elimineringene, finner vi at de er i tråd med den totale reaksjonen.

Ç₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_{2 (g)} → 4CO_{2 (g)} + 5 timer₂O_(g)

5^O Steg: Legg til verdiene av ? timer av trinnene for å bestemme ? H av den globale reaksjonen.

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃

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

?H = 125 - 1576 - 1210

?H = 125 - 2786

?H = - 661 Kcal