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) + O2 (g) → CO2 (g)? H = -94 Kcal
CO2 (g) → C(d) + O2 (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
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 ujema s položajem 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.
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
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:
Ç4H10 (g) + 13 / 2O2 (g) → 4CO2 (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) + 5h2 (g) → 1C4H10 (g)? H = -125 Kcal
Ç(s) + O2 (g) → CO2 (g)? H = -394 Kcal
H2 (g) + 1 / 2O2 (g) → H2O(g)? H = -242 Kcal
Resolucija:
1O 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:
1C4H10 (g) → 4C(s) + 5h2 (g)? H = + 125 Kcal
2O 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) + O2 (g) → CO2 (g)? H = -394 Kcal
kmalu:
4C(s) + 4 O2 (g) → 4 CO2 (g)? H = -1576 Kcal
3O 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) H2 (g) + 1 / 2O2 (g) → H2O(g)? H = -242 Kcal
kmalu:
5 ur2 (g) + 5 / 2O2 (g) → 5h2O(g ? H = -1210 Kcal
4O Korak: Izbriši:
Korak 1: 1C4H10 (g) → 4C(s) + 5h2 (g)? H = + 125 Kcal
2. korak: 4C(s) + 4 O2 (g) → 4 CO2 (g)? H = -1576 Kcal
3. korak: 5 ur2 (g) + 5 / 2O2 (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: 1C4H10 (g) → ? H = + 125 Kcal
2. korak: + 4 O2 (g) → 4 CO2 (g)? H = -1576 Kcal
3. korak: + 5 / 2O2 (g) → 5h2O(g ? H = -1210 Kcal
Z dodajanjem korakov po izločitvah ugotovimo, da so v skladu s splošno reakcijo.
Ç4H10 (g) + 13 / 2O2 (g) → 4CO2 (g) + 5 ur2O(g)
5O 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
