TEN Prawo Hessa został zaproponowany w 1840 roku przez szwajcarskiego lekarza i chemika Germaina Henri Hessa. Podczas pracy nad energią w postaci ciepła in reakcje neutralizacji w kwass i bazas, doszedł do wniosku, że suma energii w tego typu reakcji jest zawsze stała.
Badania szwajcarskiego naukowca doprowadziły do sformułowania następującej ustawy:
“Zmienność entalpii zaangażowanej w reakcję chemiczną, w określonych warunkach eksperymentalnych, zależy wyłącznie od entalpii produkty początkowe i końcowe, niezależnie od tego, czy reakcja jest prowadzona bezpośrednio w jednym etapie, czy pośrednio w serii fazy."
Ogólnie rzecz biorąc, obliczenie AH reakcji jest niezależne od liczby etapów i rodzaju reakcji i odbywa się za pomocą następującego wyrażenia:
?H = Hp-Hr
Kiedy nie jesteśmy w stanie obliczyć AH konkretnej reakcji chemicznej, możemy ją wyznaczyć sumą AH etapów składających się na tę reakcję:
?H = ?H1 + ?H2 + ?H3 + ...
Przykładem jest określenie energii zaangażowanej w przemianę węgla grafitowego w węgiel diamentowy (C
(sol) → C(re)). Aby określić AH tego procesu, mamy do dyspozycji następujące kroki:DO(sol) + O2(g) → CO2(g) ?H = -94 kcal
WSPÓŁ2(g) → C(re) + O2(g) AH = +94,5 kcal
Ponieważ istnieją związki, które się powtarzają (CO2 to jest2) w obu równaniach, ale w różnych obszarach (odczynniki lub produkty), są eliminowane. Więc po prostu dodaj ?H pod warunkiem, ponieważ oba O?2 ile CO2 znajdują się po przeciwnych stronach równania:
?H = ?H1 + ?H2
?H = -94 + 94,5
?H = 0,5 kcal
Podstawy prawa Hessa
kiedy musimy? obliczyć zmianę entalpii reakcji na podstawie jego kroków i zmian entalpii musimy pamiętać, że ostateczną reakcją jest to, kto podyktuje te obliczenia.
Wszystkie przewidziane kroki są opracowane w taki sposób, aby były w pełni zgodne z końcową reakcją. Na przykład, jeśli mamy ostateczną reakcję:
Ogólna reakcja: X + Y → Z
Ćwiczenie zawiera następujące kroki:
Krok 1: X + D → W + E
Krok 2: Z + D → F + E
Krok 3: F → Y + W
Oczywiste jest, że etapy 2 i 3 nie są zgodne z końcową reakcją, ponieważ w 2 A znajduje się w reagencie, a w 3 Y znajduje się w produkcie. W takim przypadku te kroki wymagają „leczenia”, aby dostosować się do ostatecznej lub globalnej reakcji. Zrozum, czym jest to „leczenie”:
Możliwości pracy z etapami reakcji w prawie Hessa
a) Odwróć całe równanie
Równanie można odwrócić (reagenty stają się produktami, a produkty stają się substratami) w celu dopasowania pozycji uczestników. W tym przypadku wartość AH będzie miała odwrócony znak.
W poniższym przykładzie widać, że kroki 2 i 3 należy odwrócić:
Ogólna reakcja: X + Y → Z
Krok 1: X + D → W + E
Krok 2: Z + D → F + E
Krok 3: F → Y + W
b) Pomnóż równanie
Równanie można pomnożyć przez dowolną wartość liczbową w celu wyrównania liczby uczestników. W takim przypadku należy pomnożyć wartość AH.
W poniższym przykładzie widać, że krok 2 należy pomnożyć przez 2, aby równać się liczbie uczestników B i C względem równania globalnego.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Ogólna reakcja: A + 2B → 2C
Krok 1: A + 2D → 2Z
Krok 2: Z + B → C + D
c) Podziel całe równanie
Równanie można podzielić przez dowolną wartość liczbową w celu wyrównania liczby uczestników. W takim przypadku należy również podzielić wartość AH.
W poniższym przykładzie widać, że krok 2 należy podzielić przez 2, aby równać się liczbie uczestników F i C w odniesieniu do równania globalnego.
Ogólna reakcja: W + F → 2C
Krok 1: W + 2D → 2Z
Krok 2: 4Z + 2F → 4C + 4D
Przykład zastosowania prawa Hessa
Przykład: Całkowitą reakcję spalania (powstawanie dwutlenku węgla i wody) gazu butanowego wyraża następujące równanie:
DO4H10(g) + 13/2O2(g) → 4CO2(g) + 5 godzin2O(sol)
Znając ten butan, C4H10, jest gazem obecnym w największej ilości w gazie do gotowania (LPG), określić wartość jego entalpii, w odniesieniu do następujących danych dla standardowych entalpii tworzenia każdego z jego składniki:
DO(y) + 5h2(g) → 1C4H10(g) ?H = -125 kcal
DO(y) + O2(g) → CO2(g) ?H = -394 kcal
H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(sol) ?H = -242 kcal
Rozkład:
1O Krok: Krok 1 należy odwrócić, ponieważ zgodnie z globalnym równaniem substancja musi być reagentem, a nie produktem. Dzięki temu znak wartości AH jest również odwrócony:
1C4H10(g) → 4C(y) + 5h2(g) ?H = + 125 kcal
2O Krok: należy zachować krok 2, ale trzeba go pomnożyć przez cztery, ponieważ zgodnie z globalnym równaniem musi zawierać 4 mole CO2. Zatem wartość AH należy również pomnożyć przez 4:
(4x) DO(y) + O2(g) → CO2(g) ?H = -394 kcal
wkrótce:
4C(y) + 4 O2(g) → 4 CO2(g) ?H = -1576 kcal
3O Krok: Krok 3 musi być zachowany, ale trzeba go pomnożyć przez pięć, ponieważ zgodnie z równaniem globalnym musi mieć 5 mol H2O. Zatem wartość AH należy również pomnożyć przez 5:
(5x) H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(sol) ?H = -242 kcal
wkrótce:
5 godzin2(g) + 5/2O2(g) → 5h2O(sol ?H = -1210 kcal
4O Krok: Wykonaj usunięcia:
Krok 1: 1C4H10(g) → 4C(y) + 5h2(g) ?H = + 125 kcal
Krok 2: 4C(y) + 4 O2(g) → 4 CO2(g) ?H = -1576 kcal
Krok 3: 5 godzin2(g) + 5/2O2(g) → 5h2O(sol ?H = -1210 kcal
5 godzin temu2 w etapie 1 produkt i w odczynniku z etapu 3 są zatem eliminowane;
W produkcie z kroku 1 i odczynniku z kroku 2 jest 4 C, więc są one eliminowane.
Zatem kroki pozostają w następujący sposób:
Krok 1: 1C4H10(g) → ?H = + 125 kcal
Krok 2: + 4 O2(g) → 4 CO2(g) ?H = -1576 kcal
Krok 3: + 5/2O2(g) → 5h2O(sol ?H = -1210 kcal
Dodając kroki po eliminacjach, stwierdzamy, że są one zgodne z ogólną reakcją.
DO4H10(g) + 13/2O2(g) → 4CO2(g) + 5 godzin2O(sol)
5O Krok: Dodaj wartości ?godziny? czynności w celu określenia ?H? globalnej reakcji.
?H = ?H1 + ?H2 + ?H3
?H = 125 + (-1576) + (-1210)
?H = 125 – 1576 – 1210
?H = 125 - 2786
?H = - 661 Kcal
Przeze mnie Diogo Lopes Dias
