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) + O2 (г) → CO2 (г)? H = -94 Ккал
CO2 (г) → С(г) + O2 (г)? H = +94,5 Ккал
Поскольку есть соединения, которые повторяются (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 нуждаются в «обработке», 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 соответствовать положению 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 равняться количеству участников B и C по отношению к глобальному уравнению.
Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)
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:
Ç4ЧАС10 (г) + 13 / 2O2 (г) → 4СО2 (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) + 5ч2 (г) → 1С4ЧАС10 (г)? H = -125 Ккал
Ç(s) + O2 (г) → CO2 (г)? H = -394 Ккал
ЧАС2 (г) + 1 / 2O2 (г) → H2О(грамм)? H = -242 Ккал
Разрешение:
1О Шаг: Шаг 1 должен быть отменен, поскольку, согласно глобальному уравнению, вещество должно быть реагентом, а не продуктом. При этом знак значения? H также инвертируется:
1С4ЧАС10 (г) → 4С(s) + 5ч2 (г)? H = + 125 Ккал
2О Шаг: Шаг 2 необходимо сохранить, но его нужно 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) + O2 (г) → CO2 (г)? H = -394 Ккал
скоро:
4C(s) + 4 O2 (г) → 4 СО2 (г)? H = -1576 Ккал
3О 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) ЧАС2 (г) + 1 / 2O2 (г) → H2О(грамм)? H = -242 Ккал
скоро:
5 часов2 (г) + 5 / 2O2 (г) → 5ч2О(грамм ? H = -1210 Ккал
4О Шаг: Выполните удаления:
Шаг 1: 1С4ЧАС10 (г) → 4С(s) + 5ч2 (г)? H = + 125 Ккал
Шаг 2: 4C(s) + 4 O2 (г) → 4 СО2 (г)? H = -1576 Ккал
Шаг 3: 5 часов2 (г) + 5 / 2O2 (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: 1С4ЧАС10 (г) → ? H = + 125 Ккал
Шаг 2: + 4 O2 (г) → 4 СО2 (г)? H = -1576 Ккал
Шаг 3: + 5 / 2O2 (г) → 5ч2О(грамм ? H = -1210 Ккал
Добавляя шаги после исключения, мы обнаруживаем, что они соответствуют общей реакции.
Ç4ЧАС10 (г) + 13 / 2O2 (г) → 4СО2 (г) + 5 часов2О(грамм)
5О 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
