Что такое закон Гесса?

THE Закон Гесса он был предложен в 1840 году швейцарским врачом и химиком Жерменом Анри Гессом. Во время его работы над энергией в виде тепла в реакции нейтрализации в кислотапесок базаs, он пришел к выводу, что сумма энергий в этом типе реакции всегда была постоянной.

Исследования швейцарского ученого привели к предложению следующего закона:

“Изменение энтальпии, участвующей в химической реакции, при определенных условиях эксперимента зависит исключительно от энтальпии. исходные и конечные продукты, независимо от того, проводится ли реакция напрямую в одну стадию или косвенно в серии фазы ".

В общем, расчет? H реакции не зависит от количества стадий и типа реакции и выполняется с помощью следующего выражения:

?H = л.с.-час

Когда мы не можем рассчитать? H конкретной химической реакции, мы можем определить его по сумме? H шагов, составляющих эту реакцию:

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃ + ...

Примером может служить определение энергии, участвующей в превращении углерода графита в углерод алмаза (C_(грамм) → С_(г)). Чтобы определить? H этого процесса, в нашем распоряжении есть следующие шаги:

Ç_(грамм) + O_{2 (г)} → CO_{2 (г)}? H = -94 Ккал

CO_{2 (г)} → С_(г) + O_{2 (г)}? H = +94,5 Ккал

Поскольку есть повторяющиеся соединения (CO₂ это₂) в обоих уравнениях, но в разных областях (реагенты или продукты) они исключаются. Итак, просто добавьте предоставленные? H, поскольку оба символа O₂ сколько CO₂ находятся по разные стороны уравнения:

?H =? H₁ +? H₂

?H = -94 + 94,5

?H = 0,5 Ккал

Основы закона Гесса

когда мы должны рассчитать изменение энтальпии реакции исходя из его шагов и изменений энтальпии, мы должны помнить, что окончательная реакция - это кто будет определять этот расчет.

Все приведенные шаги разработаны таким образом, что полностью согласуются с окончательной реакцией. Например, если у нас есть финальная реакция:

Общая реакция: X + Y → Z

И в упражнении предусмотрены следующие шаги:

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

Понятно, что стадии 2 и 3 не подчиняются конечной реакции, поскольку на стадии 2 A находится в реагенте, а на стадии 3 Y находится в продукте. В этом случае эти шаги требуют «обработки», чтобы соответствовать окончательной или общей реакции. Разберитесь, что это за «лечение»:

Возможности работы со ступенями реакции в законе Гесса

а) Обратить все уравнение

Уравнение можно инвертировать (реагенты становятся продуктами, а продукты становятся реагентами), чтобы уравнять положение участников. В этом случае у значения? H будет обратный знак.

В приведенном ниже примере очевидно, что шаги 2 и 3 необходимо поменять местами:

Общая реакция: X + Y → Z

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

б) Умножьте уравнение

Уравнение можно умножить на любое числовое значение, чтобы уравнять количество участников. В этом случае значение? H необходимо умножить.

В приведенном ниже примере очевидно, что шаг 2 необходимо умножить на 2, чтобы получить количество участников B и C по отношению к глобальному уравнению.

Общая реакция: A + 2B → 2C

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

в) Разбейте все уравнение

Уравнение можно разделить на любое числовое значение, чтобы уравнять количество участников. В этом случае необходимо разделить и значение? H.

В приведенном ниже примере очевидно, что шаг 2 должен быть разделен на 2, чтобы равняться количеству участников F и C по отношению к глобальному уравнению.

Общая реакция: W + F → 2C

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

Пример применения закона Гесса

Пример: Реакция полного сгорания (образование диоксида углерода и воды) газообразного бутана описывается следующим уравнением:

Ç₄ЧАС_{10 (г)} + 13 / 2O_{2 (г)} → 4СО_{2 (г)} + 5 часов₂О_(грамм)

Зная, что бутан, C₄ЧАС₁₀, является газом, присутствующим в наибольшем количестве в газе для приготовления пищи (LPG), определите значение его энтальпии, со ссылкой на следующие данные для стандартных энтальпий образования каждого из составные части:

Ç_(s) + 5ч_{2 (г)} → 1С₄ЧАС_{10 (г)}? H = -125 Ккал

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

ЧАС_{2 (г)} + 1 / 2O_{2 (г)} → H₂О_(грамм)? H = -242 Ккал

Разрешение:

1^О Шаг: Шаг 1 должен быть отменен, поскольку, согласно глобальному уравнению, вещество должно быть реагентом, а не продуктом. При этом знак значения? H также инвертируется:

1С₄ЧАС_{10 (г)} → 4С_(s) + 5ч_{2 (г)}? H = + 125 Ккал

2^О Шаг: Шаг 2 необходимо сохранить, но его нужно будет умножить на четыре, потому что, согласно глобальному уравнению, в нем должно быть 4 моля CO.₂. Таким образом, значение? H нужно также умножить на 4:

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

скоро:

4C_(s) + 4 O_{2 (г)} → 4 СО_{2 (г)}? H = -1576 Ккал

3^О Шаг: Шаг 3 необходимо сохранить, но его нужно будет умножить на пять, потому что, согласно глобальному уравнению, в нем должно быть 5 моль H₂О. Таким образом, значение? H нужно также умножить на 5:

(5x) ЧАС_{2 (г)} + 1 / 2O_{2 (г)} → H₂О_(грамм)? H = -242 Ккал

скоро:

5 часов_{2 (г)} + 5 / 2O_{2 (г)} → 5ч₂О_(грамм ? H = -1210 Ккал

4^О Шаг: Выполните удаления:

Шаг 1: 1С₄ЧАС_{10 (г)} → 4С_(s) + 5ч_{2 (г)}? H = + 125 Ккал

Шаг 2: 4C_(s) + 4 O_{2 (г)} → 4 СО_{2 (г)}? H = -1576 Ккал

Шаг 3: 5 часов_{2 (г)} + 5 / 2O_{2 (г)} → 5ч₂О_(грамм ? H = -1210 Ккал

• 5 часов назад₂ поэтому в продукте стадии 1 и в реагенте стадии 3 они удаляются;

• В продукте, полученном на этапе 1, и в реагенте, полученном на этапе 2, содержится 4 ° C, поэтому они удаляются.

Таким образом, шаги остаются следующими:

Шаг 1: 1С₄ЧАС_{10 (г)} → ? H = + 125 Ккал

Шаг 2: + 4 O_{2 (г)} → 4 СО_{2 (г)}? H = -1576 Ккал

Шаг 3: + 5 / 2O_{2 (г)} → 5ч₂О_(грамм ? H = -1210 Ккал

Добавляя шаги после исключения, мы обнаруживаем, что они соответствуют общей реакции.

Ç₄ЧАС_{10 (г)} + 13 / 2O_{2 (г)} → 4СО_{2 (г)} + 5 часов₂О_(грамм)

5^О Шаг: Добавьте значения ? часов шагов по определению ?ЧАС глобальной реакции.

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃

?Н = 125 + (-1576) + (-1210)

?H = 125 - 1576 - 1210

?В = 125 - 2786

?H = - 661 Ккал

Автор: Диого Лопес Диас

Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-hess.htm