Hess Yasası: nedir, temel bilgiler ve alıştırmalar

Hess Yasası, kimyasal reaksiyonlara girdikten sonra maddelerde bulunan enerji miktarı olan entalpi değişimini hesaplamamızı sağlar. Bunun nedeni, entalpinin kendisini değil, değişimini ölçmenin mümkün olmasıdır.

Hess Yasası, Termokimya çalışmasının temelini oluşturur.

Bu Yasa deneysel olarak aşağıdakileri kuran Germain Henry Hess tarafından geliştirilmiştir:

Bir kimyasal tepkimedeki entalpi değişimi (ΔH), tepkime sayısından bağımsız olarak yalnızca tepkimenin başlangıç ​​ve son hallerine bağlıdır.

Hess Yasası nasıl hesaplanabilir?

Entalpi değişimi, ilk entalpiyi (reaksiyondan önce) nihai entalpiden (reaksiyondan sonra) çıkararak hesaplanabilir:

ΔH = H_f -H_ben

Bunu hesaplamanın başka bir yolu, ara reaksiyonların her birindeki entalpilerin toplamıdır. Tepkilerin sayısı ve türü ne olursa olsun.

ΔH = ΔH₁ + ΔH₂

Bu hesaplama sadece başlangıç ​​ve son değerleri dikkate aldığından, ara enerjinin değişiminin sonucunu etkilemediği sonucuna varılmıştır.

Bu özel bir durum Enerji Tasarrufu Prensibi, bir Termodinamiğin Birinci Yasası.

Hess Yasasının matematiksel bir denklem olarak hesaplanabileceğini de bilmelisiniz. Bunu yapmak için aşağıdaki eylemleri gerçekleştirebilirsiniz:

• Kimyasal reaksiyonu tersine çevirin, bu durumda ΔH işareti de tersine çevrilmelidir;
• Denklemi çarpın, ΔH değeri de çarpılmalıdır;
• Denklemi bölün, ΔH değeri de bölünmelidir.

hakkında daha fazla bilgi entalpi.

entalpi diyagramı

Hess Yasası ayrıca enerji diyagramları aracılığıyla da görselleştirilebilir:

Yukarıdaki diyagram entalpi seviyelerini göstermektedir. Bu durumda maruz kalınan reaksiyonlar endotermiktir, yani enerji emilimi vardır.

ΔH₁ A'dan B'ye gerçekleşen entalpi değişimidir. 122 kj olduğunu varsayalım.
ΔH₂ B'den C'ye gerçekleşen entalpi değişimidir. 224 kj olduğunu varsayalım.
ΔH₃ A'dan C'ye gerçekleşen entalpi değişimidir.

Bu nedenle, ΔH değerini bilmek bizim için önemlidir._3, A'dan C'ye reaksiyonun entalpisindeki değişime karşılık geldiği için.

ΔH değerini bulabiliriz₃, reaksiyonların her birindeki entalpi toplamından:

ΔH₃ = ΔH₁ + ΔH₂
ΔH₃ = 122 kj + 224 kj
ΔH₃ = 346 kj

Veya ΔH = H_f -H_ben
ΔH = 346 kj – 122 kj
ΔH = 224 kj

Giriş Sınavı: Adım adım çözüldü

1. (Fuvest-SP) Aşağıdaki reaksiyonlarla ilişkili entalpi değişimlerine dayanmaktadır:

N_2(g) + 2 O_2(g) → 2 HAYIR_2(g) ∆H1 = +67.6 kJ
N_2(g) + 2 O_2(g) → H₂Ö_{4 (g)} ∆H2 = +9,6 kJ

NO dimerizasyon reaksiyonu ile ilişkili entalpi değişiminin tahmin edilebilir.₂ şuna eşit olacaktır:

2 N_O2(g) → 1 N₂Ö_{4 (g)}

a) -58.0 kJ b) +58,0 kJ c) -77.2 kJ d) +77.2 kJ e) +648 kJ

Çözüm:

Adım 1: İlk denklemi ters çevirin. Bunun nedeni HAYIR_2(g) global denkleme göre reaktanlar tarafına geçmesi gerekiyor. Reaksiyonu tersine çevirirken, ∆H1'in işareti de tersine çevirerek negatife çevirdiğini unutmayın.

İkinci denklem korunur.

2 HAYIR_2(g) → H_2(g) + 2 O_2(g) ∆H1 = - 67,6 kJ
N_2(g) + 2 O_2(g) → H₂Ö_{4 (g)} ∆H2 = +9,6 kJ

Adım 2: N olduğunu unutmayın_2(g) ürünlerde ve reaktiflerde görülür ve aynısı 2 mol O ile olur_2(g).

2 HAYIR_2(g) → N_2(g)+ 2 O_2(g)∆H1 = - 67,6 kJ
N_2(g) + 2 O_2(g) → H₂Ö_{4 (g)} ∆H2 = +9,6 kJ

Böylece, aşağıdaki denklemle sonuçlanan iptal edilebilirler:

2 HAYIR_2(g) → H₂Ö_{4 (g)}.

Adım 3: Global denkleme ulaştığımızı görebilirsiniz. Şimdi denklemleri eklemeliyiz.

∆H = ∆H1 + ∆H2
∆H = - 67,6 kJ + 9,6 kJ
∆H = -58 kJ ⇒ Alternatif A
∆H'nin negatif değerinden, bunun ısı salınımı ile ekzotermik bir reaksiyon olduğunu da biliyoruz.

Daha fazla bilgi edinin, ayrıca okuyun:

• Termokimya
• Termokimya ile ilgili Alıştırmalar
• Endotermik ve Ekzotermik Reaksiyonlar
• Termodinamiğin İkinci Yasası

Egzersizler

1. (UDESC-2012) Metan gazı, denklem 1'de gösterildiği gibi yakıt olarak kullanılabilir:

CH_{4 (g)} + 2O_2(g) → CO_2(g) + 2H₂Ö_(g)

Aşağıdaki gerekli gördüğünüz termokimyasal denklemleri ve Hess Yasası kavramlarını kullanarak denklem 1'in entalpi değerini elde edin.

Ç_(ler) + H₂Ö_(g) → CO_(g) + H_2(g) ΔH = 131.3 kJ mol^-1
CO_(g) + ½_2(g) → CO_2(g) ΔH = – 283.0 kJ mol^-1
H_2(g) + ½_2(g) → H₂Ö_(g) ΔH = – 241,8 kJ mol^-1
Ç_(ler) + 2H_2(g) → CH_{4 (g)} ΔH = – 74,8 kJ mol^-1

Denklem 1'in kJ cinsinden entalpi değeri:

a) - 704.6
b) - 725.4
c) - 802.3
d) - 524.8
e) - 110,5

Yanıtı Gör

c) – 802.3

2. (UNEMAT-2009) Hess Yasası Termokimya çalışmasında temel öneme sahiptir ve şu şekilde ifade edilebilir: “Bir kimyasal tepkimede entalpi değişimi yalnızca tepkimenin başlangıç ​​ve son hallerine bağlıdır. reaksiyon". Hess Yasasının sonuçlarından biri, termokimyasal denklemlerin cebirsel olarak ele alınabilmesidir.

Denklemler verildiğinde:

Ç _(grafit) + O_2(g) → CO_2(g) ΔH₁ = -393.3 kj
Ç _(Elmas) + O_2(g) → CO_2(g) ΔH₂ = -395,2 kj

Yukarıdaki bilgilere dayanarak, grafit karbonun elmas karbona entalpi değişimini hesaplayın ve doğru alternatifi işaretleyin.

a) -788.5 kj
b) +1.9 kj
c) +788.5 kj
d) -1.9 kj
e) +98.1 kj

Yanıtı Gör

b) +1.9 kj