Hess 'lag tillåter oss att beräkna entalpivariationen, vilken är den mängd energi som finns i ämnen efter kemiska reaktioner. Det beror på att det inte är möjligt att mäta själva entalpi utan dess variation.
Hess 'lag ligger till grund för studien av termokemi.
Denna lag utvecklades experimentellt av Germain Henry Hess, som etablerade:
Enhalpiförändringen (AH) i en kemisk reaktion beror endast på reaktionens initiala och slutliga tillstånd, oavsett antalet reaktioner.
Hur kan Hess lag beräknas?
Entalpiförändringen kan beräknas genom att subtrahera den initiala entalpin (före reaktionen) från den slutliga entalpin (efter reaktionen):
AH = Hf - Hi
Ett annat sätt att beräkna det är genom summan av entalpierna i var och en av de mellanliggande reaktionerna. Oavsett antal och typ av reaktioner.
Ah = Ah1 + AH2
Eftersom denna beräkning endast tar hänsyn till de ursprungliga och slutliga värdena dras slutsatsen att den mellanliggande energin inte påverkar resultatet av dess variation.
Detta är ett särskilt fall av Princip för energibesparing, a Första lagen om termodynamik.
Du bör också veta att Hess 'lag kan beräknas som en matematisk ekvation. För att göra detta kan du utföra följande åtgärder:
- Omvänd den kemiska reaktionen, i vilket fall signH-tecknet också måste vändas;
- Multiplicera ekvationen, värdet på ΔH måste också multipliceras;
- Dela ekvationen, värdet på ΔH måste också delas.
veta mer om entalpi.
Enthalpidiagram
Hess 'lag kan också visualiseras genom energidiagram:
Diagrammet ovan visar entalpinivåerna. I det här fallet är reaktionerna som är endotermiska, det vill säga det finns energiabsorption.
Ah1 är entalpiförändringen som sker från A till B. Antag att det är 122 kj.
Ah2 är entalpiförändringen som sker från B till C. Antag att det är 224 kj.
Ah3 är entalpiförändringen som sker från A till C.
Så det är viktigt för oss att känna till värdet av ΔH3, eftersom det motsvarar förändringen i entalpi av reaktionen från A till C.
Vi kan hitta värdet av ΔH3, från summan av entalpi i var och en av reaktionerna:
Ah3 = Ah1 + AH2
Ah3 = 122 kj + 224 kj
Ah3 = 346 kj
Eller ΔH = Hf - Hi
AH = 346 kj - 122 kj
AH = 224 kj
Inträdesprov: Lös steg för steg
1. (Fuvest-SP) Baserat på entalpivariationer associerade med följande reaktioner:
N2 (g) + 2 O2 (g) → 2 NEJ2 (g) ∆H1 = +67,6 kJ
N2 (g) + 2 O2 (g) → N2O4 (g) ∆H2 = +9,6 kJ
Det kan förutsägas att entalpi-variationen associerad med NO-dimeriseringsreaktionen2 kommer att vara lika med:
2 NO2 (g) → 1 N2O4 (g)
a) -58,0 kJ b) +58,0 kJ c) -77,2 kJ d) +77,2 kJ e) +648 kJ
Upplösning:
Steg 1: Invertera den första ekvationen. Det beror på att NEJ2 (g) måste flytta till reaktantsidan, enligt den globala ekvationen. Kom ihåg att reversH1 reverserar tecknet när du vänder om reaktionen och ändrar den till negativ.
Den andra ekvationen bevaras.
2 NEJ2 (g) → N2 (g) + 2 O2 (g) ∆H1 = - 67,6 kJ
N2 (g) + 2 O2 (g) → N2O4 (g) ∆H2 = +9,6 kJ
Steg 2: Observera att N2 (g) förekommer i produkter och reagens och detsamma händer med 2 mol O2 (g).
2 NEJ2 (g) → N2 (g)+ 2 O2 (g)∆H1 = - 67,6 kJ
N2 (g) + 2 O2 (g) → N2O4 (g) ∆H2 = +9,6 kJ
Således kan de avbrytas vilket resulterar i följande ekvation:
2 NEJ2 (g) → N2O4 (g).
Steg 3: Du kan se att vi har kommit fram till den globala ekvationen. Nu måste vi lägga till ekvationerna.
∆H = ∆H1 + ∆H2
∆H = - 67,6 kJ + 9,6 kJ
∆H = -58 kJ ⇒ Alternativ A
Från det negativa värdet av ∆H vet vi också att det är en exoterm reaktion med frisläppande av värme.
Läs mer, läs även:
- termokemi
- Övningar om termokemi
- Endotermiska och exoterma reaktioner
- Andra termodynamiklagen
Övningar
1. (UDESC-2012) Metangas kan användas som bränsle, som visas i ekvation 1:
CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O(g)
Använd de termokemiska ekvationerna nedan, som du anser nödvändiga, och begreppen Hess 'Law, få entalpivärdet för ekvation 1.
Ç(s) + H2O(g) → CO(g) + H2 (g) AH = 131,3 kJ mol-1
CO(g) + ½2 (g) → CO2 (g) AH = - 283,0 kJ mol-1
H2 (g) + ½2 (g) → H2O(g) AH = - 241,8 kJ mol-1
Ç(s) + 2H2 (g) → CH4 (g) AH = - 74,8 kJ mol-1
Entalpivärdet för ekvation 1, i kJ, är:
a) - 704,6
b) - 725,4
c) - 802.3
d) - 524,8
e) - 110,5
c) - 802.3
2. (UNEMAT-2009) Hess 'lag är av grundläggande betydelse i studien av termokemi och kan anges som ”variationen av entalpi i en kemisk reaktion beror bara på de ursprungliga och slutliga tillstånden för reaktion". En av konsekvenserna av Hess 'lag är att termokemiska ekvationer kan behandlas algebraiskt.
Med tanke på ekvationerna:
Ç (grafit) + O2 (g) → CO2 (g) Ah1 = -393,3 kj
Ç (Diamant) + O2 (g) → CO2 (g) Ah2 = -395,2 kj
Basera på ovanstående information, beräkna entalpiändringen av grafitkol till diamantkol och kryssa för rätt alternativ.
a) -788,5 kj
b) +1.9 kj
c) +788,5 kj
d) -1,9 kj
e) +98,1 kj
b) +1.9 kj
