Čo je Hessov zákon?

THE Hessov zákon navrhol to v roku 1840 švajčiarsky lekár a chemik Germain Henri Hess. Počas svojej práce na energii vo forme tepla v neutralizačné reakcie v kyselinas a základňas, dospel k záveru, že súčet energií v tomto type reakcie bol vždy konštantný.

Štúdie švajčiarskeho vedca viedli k navrhnutiu nasledujúceho zákona:

“Zmeny entalpie zapojené do chemickej reakcie za určitých experimentálnych podmienok závisia výlučne od entalpie počiatočné a konečné produkty, či už sa reakcia uskutočňuje priamo v jednom kroku alebo sa uskutočňuje nepriamo v sérii fázy. ““

Všeobecne je výpočet aH reakcie nezávislý od počtu krokov a typu reakcie a je vykonaný týmto výrazom:

?H = Hp-Hr

Keď nie sme schopní vypočítať? H konkrétnej chemickej reakcie, môžeme to určiť súčtom? Hs krokov, ktoré tvoria túto reakciu:

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃ + ...

Príkladom je stanovenie energie zapojenej do premeny grafitového uhlíka na diamantový uhlík (C_g) → C._d)). Aby sme určili? H tohto procesu, máme k dispozícii nasledujúce kroky:

Ç_g) + O._{2 písm. G)} → CO_{2 písm. G)} AH = -94 kcal

CO_{2 písm. G)} → C._d) + O._{2 písm. G)} AH = +94,5 kcal

Pretože existujú zlúčeniny, ktoré sa opakujú (CO₂ to je₂) v oboch rovniciach, ale v rôznych oblastiach (činidlá alebo produkty) sú eliminované. Takže stačí pridať? H, ak sú obidve O₂ koľko CO₂ sú na opačných stranách rovnice:

?H =? H₁ +? H₂

?H = -94 + 94,5

?H = 0,5 kcal

Základy Hessovho zákona

kedy musíme vypočítať zmenu entalpie reakcie z jeho krokov a jeho zmien entalpie musíme mať na pamäti, že konečnou reakciou je, kto bude diktovať tento výpočet.

Všetky poskytnuté kroky sú vypracované tak, aby boli úplne v súlade s konečnou reakciou. Napríklad, ak máme konečnú reakciu:

Celková reakcia: X + Y → Z

Cvičenie poskytuje nasledujúce kroky:

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

Je zrejmé, že kroky 2 a 3 neposlúchajú konečnú reakciu, pretože v 2 je A v reaktante a v 3 je Y v produkte. V takom prípade je potrebné, aby tieto kroky boli „liečené“, aby sa dodržala konečná alebo globálna reakcia. Pochopte, čo je táto „liečba“:

Možnosti práce s krokmi reakcie v Hessovom zákone

a) Obráťte celú rovnicu

Rovnicu je možné prevrátiť (reaktanty sa stávajú produktmi a produkty sa stávajú reaktantmi), aby zodpovedali pozícii účastníkov. V takom prípade bude mať hodnota? H svoje znamenie obrátené.

V príklade nižšie je zrejmé, že kroky 2 a 3 musia byť obrátené:

Celková reakcia: X + Y → Z

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

b) Vynásobte rovnicu

Rovnicu je možné vynásobiť ľubovoľnou číselnou hodnotou, aby sa vyrovnal počet účastníkov. V takom prípade musí byť hodnota? H vynásobená.

V príklade nižšie je zrejmé, že krok 2 sa musí vynásobiť číslom 2, aby sa rovnal počtu účastníkov B a C vzhľadom na globálnu rovnicu.

Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)

Celková reakcia: A + 2B → 2C

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

c) Rozdeľte celú rovnicu

Rovnicu možno rozdeliť ľubovoľnou číselnou hodnotou, aby sa vyrovnal počet účastníkov. V takom prípade musí byť hodnota AH tiež rozdelená.

V príklade nižšie je zrejmé, že krok 2 musí byť vydelený 2, aby sa rovnal počtu účastníkov F a C vo vzťahu k globálnej rovnici.

Celková reakcia: W + F → 2C

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

Príklad uplatnenia Hessovho zákona

Príklad: Úplná spaľovacia reakcia (tvorba oxidu uhličitého a vody) butánového plynu je daná nasledujúcou rovnicou:

Ç₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_{2 písm. G)} → 4CO_{2 písm. G)} + 5 hodín₂O_g)

S vedomím, že bután, C.₄H₁₀, je plyn prítomný v najväčšom množstve vo varnom plyne (LPG), stanovte hodnotu jeho entalpie, s odkazom na nasledujúce údaje pre štandardné entalpie tvorby každej z nich komponenty:

Ç_s + 5 hodín_{2 písm. G)} → 1C₄H_{10 (g)} AH = -125 kcal

Ç_s + O._{2 písm. G)} → CO_{2 písm. G)} AH = -394 kcal

H_{2 písm. G)} + 1 / 2O_{2 písm. G)} → H₂O_g) AH = -242 kcal

Rozhodnutie:

1^O Krok: Krok 1 musí byť obrátený, pretože podľa globálnej rovnice musí byť látka reaktant, nie produkt. S týmto je tiež obrátený znamienko hodnoty? H:

1C₄H_{10 (g)} → 4C_s + 5 hodín_{2 písm. G)} AH = + 125 kcal

2^O Krok: Krok 2 sa musí dodržať, bude sa však musieť vynásobiť štyrmi, pretože podľa globálnej rovnice musí obsahovať 4 mol CO₂. Hodnota HH sa teda musí vynásobiť tiež 4:

(4x) Ç_s + O._{2 písm. G)} → CO_{2 písm. G)} AH = -394 kcal

čoskoro:

4C_s + 4 O._{2 písm. G)} → 4 CO_{2 písm. G)} AH = -1576 kcal

3^O Krok: Krok 3 sa musí dodržať, bude sa však musieť vynásobiť piatimi, pretože podľa globálnej rovnice musí obsahovať 5 mol H₂O. Hodnota HH sa teda musí vynásobiť tiež 5:

(5x) H_{2 písm. G)} + 1 / 2O_{2 písm. G)} → H₂O_g) AH = -242 kcal

čoskoro:

5 hodín_{2 písm. G)} + 5 / 2O_{2 písm. G)} → 5 hodín₂O_(napr AH = -1210 kcal

4^O Krok: Vykonať vymazanie:

Krok 1: 1C₄H_{10 (g)} → 4C_s + 5 hodín_{2 písm. G)} AH = + 125 kcal

Krok 2: 4C_s + 4 O._{2 písm. G)} → 4 CO_{2 písm. G)} AH = -1576 kcal

Krok 3: 5 hodín_{2 písm. G)} + 5 / 2O_{2 písm. G)} → 5 hodín₂O_(napr AH = -1210 kcal

• Pred 5 hodinami₂ v produkte z kroku 1 a v reagencii z kroku 3 sú preto eliminované;

• V produkte z kroku 1 a činidle z kroku 2 je v produkte 4 ° C, takže sú eliminované.

Kroky teda zostávajú nasledovné:

Krok 1: 1C₄H_{10 (g)} → AH = + 125 kcal

Krok 2: + 4 O._{2 písm. G)} → 4 CO_{2 písm. G)} AH = -1576 kcal

Krok 3: + 5 / 2O_{2 písm. G)} → 5 hodín₂O_(napr AH = -1210 kcal

Pridaním krokov po elimináciách zistíme, že sú v súlade s celkovou reakciou.

Ç₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_{2 písm. G)} → 4CO_{2 písm. G)} + 5 hodín₂O_g)

5^O Krok: Pridajte hodnoty ? hod z krokov na určenie ? H globálnej reakcie.

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃

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

?H = 125 - 1576 - 1210

?H = 125 - 2786

?H = - 661 kcal

Podľa mňa. Diogo Lopes Dias