Kaj je Hessov zakon?

THE Hessov zakon leta 1840 ga je predlagal švicarski zdravnik in kemik Germain Henri Hess. Med svojim delom na energiji v obliki toplote v Ljubljani nevtralizacijske reakcije v kislinas in osnovas, je zaključil, da je bila vsota energij v tej vrsti reakcije vedno konstantna.

Švicarske znanstvene študije so privedle do predloga naslednjega zakona:

“Spremembe entalpije, vključene v kemijsko reakcijo, so pod določenimi eksperimentalnimi pogoji odvisne izključno od entalpije začetni in končni produkti, ne glede na to, ali se reakcija izvede neposredno v enem koraku ali pa posredno v nizu faze. "

Na splošno je izračun? H reakcije neodvisen od števila korakov in vrste reakcije in se izvede z naslednjim izrazom:

?H = Hp-Hr

Ko ne moremo izračunati? H določene kemične reakcije, ga lahko določimo s seštevkom? Hs korakov, ki sestavljajo to reakcijo:

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃ + ...

Primer je določanje energije, ki sodeluje pri preoblikovanju grafitnega ogljika v diamantni ogljik (C_(g) → C_(d)). Za določitev? H tega postopka imamo na voljo naslednje korake:

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

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

Ker obstajajo spojine, ki se ponavljajo (CO₂ to je₂) v obeh enačbah, vendar na različnih področjih (reagenti ali produkti), so izločeni. Torej, samo dodajte predvidena? H, saj oba O₂ koliko CO₂ so na nasprotnih straneh enačbe:

?H =? H₁ +? H₂

?H = -94 + 94,5

?H = 0,5 Kcal

Osnove Hessovega prava

kdaj moramo izračunajte spremembo entalpije reakcije od njegovih korakov in variacij entalpije moramo upoštevati, da je končna reakcija, kdo bo narekoval ta izračun.

Vsi predvideni koraki so izdelani tako, da se popolnoma strinjajo s končno reakcijo. Na primer, če imamo končno reakcijo:

Celotna reakcija: X + Y → Z

In vaja vsebuje naslednje korake:

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

Jasno je, da koraka 2 in 3 ne upoštevata končne reakcije, saj je v 2 A v reaktantu, v 3 pa Y v produktu. V tem primeru je za te korake potrebno „zdravljenje“, da se upošteva končna ali splošna reakcija. Razumeti, kaj je to "zdravljenje":

Možnosti dela s koraki reakcije v Hess-ovem zakonu

a) Obrni celotno enačbo

Enačbo je mogoče obrniti (reaktanti postanejo proizvodi, proizvodi pa reaktanti), da se izenači položaj udeležencev. V tem primeru bo vrednost? H obrnjena.

V spodnjem primeru je razvidno, da je treba koraka 2 in 3 obrniti:

Celotna reakcija: X + Y → Z

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

b) Pomnožite enačbo

Enačbo lahko pomnožimo s katero koli številčno vrednostjo, da izenačimo število udeležencev. V tem primeru je treba vrednost? H pomnožiti.

V spodnjem primeru je razvidno, da je treba korak 2 pomnožiti z 2, da je enako število udeležencev B in C glede na globalno enačbo.

Splošna reakcija: A + 2B → 2C

1. korak: A + 2D → 2Z
2. korak: Z + B → C + D

c) Razdelite celotno enačbo

Enačbo lahko delimo s poljubno številsko vrednostjo, da izenačimo število udeležencev. V tem primeru je treba deliti tudi vrednost? H.

V spodnjem primeru je razvidno, da je treba korak 2 deliti z 2, da je enako število udeležencev F in C glede na globalno enačbo.

Skupna reakcija: W + F → 2C

1. korak: W + 2D → 2Z
2. korak: 4Z + 2F → 4C + 4D

Primer uporabe Hessovega zakona

Primer: Popolna reakcija zgorevanja (tvorba ogljikovega dioksida in vode) plina butana je podana z naslednjo enačbo:

Ç₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_{2 (g)} → 4CO_{2 (g)} + 5 ur₂O_(g)

Ker je vedel, da je butan C₄H₁₀, ali je plin v večji količini v plinu za kuhanje (LPG), določite vrednost njegove entalpije, s sklicevanjem na naslednje podatke za standardne entalpije tvorbe vsakega od njih sestavni deli:

Ç_(s) + 5h_{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

Resolucija:

1^O Korak: Korak 1 je treba obrniti, saj mora biti v skladu z globalno enačbo snov reaktant, ne proizvod. S tem se obrne tudi predznak vrednosti? H:

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

2^O Korak: Korak 2 je treba obdržati, vendar ga je treba pomnožiti s štirimi, ker mora v skladu z globalno enačbo imeti 4 mol CO₂. Tako je treba vrednost? H pomnožiti tudi s 4:

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

kmalu:

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

3^O Korak: Korak 3 je treba obdržati, vendar ga je treba pomnožiti s pet, ker mora v skladu z globalno enačbo imeti 5 mol H₂O. Tako je treba vrednost? H pomnožiti tudi s 5:

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

kmalu:

5 ur_{2 (g)} + 5 / 2O_{2 (g)} → 5h₂O_(g ? H = -1210 Kcal

4^O Korak: Izbriši:

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

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

3. korak: 5 ur_{2 (g)} + 5 / 2O_{2 (g)} → 5h₂O_(g ? H = -1210 Kcal

• Pred 5 urami₂ v produktu iz koraka 1 in v reagentu iz koraka 3 se torej izločijo;

• V proizvodu iz koraka 1 je 4 C, reagent pa iz koraka 2, zato se izločijo.

Tako ostanejo naslednji koraki:

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

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

3. korak: + 5 / 2O_{2 (g)} → 5h₂O_(g ? H = -1210 Kcal

Z dodajanjem korakov po izločitvah ugotovimo, da so v skladu s splošno reakcijo.

Ç₄H_{10 (g)} + 13 / 2O_{2 (g)} → 4CO_{2 (g)} + 5 ur₂O_(g)

5^O Korak: Dodajte vrednosti ? ur korakov za določitev ? H globalne reakcije.

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃

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

?H = 125 - 1576 - 1210

?H = 125 - 2786

?H = - 661 Kcal

Jaz, Diogo Lopes Dias

Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-hess.htm