Що таке закон Гесса?

THE Закон Гесса його запропонував у 1840 році швейцарський лікар і хімік Жермен Анрі Гесс. Під час його роботи над енергією у вигляді тепла в Росії реакції нейтралізації в кислотаs і базаs, він дійшов висновку, що сума енергій у цьому типі реакції завжди була постійною.

Дослідження швейцарського вченого призвели до висунення наступного закону:

“Варіація ентальпії, яка бере участь у хімічній реакції, за певних експериментальних умов залежить виключно від ентальпії вихідні та кінцеві продукти, незалежно від того, здійснюється реакція безпосередньо в одну стадію або здійснюється опосередковано в серії фази ".

Загалом, обчислення? Н реакції не залежить від кількості етапів і типу реакції і здійснюється за таким виразом:

?H = Hp-Hr

Коли ми не можемо розрахувати? H конкретної хімічної реакції, ми можемо визначити його за сумою? Hs етапів, з яких складається ця реакція:

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃ + ...

Прикладом є визначення енергії, яка бере участь у перетворенні графітового вуглецю в вуглець алмазу (C_(g) → C_(d)). Для визначення H цього процесу ми маємо у своєму розпорядженні наступні кроки:

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

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

Оскільки є сполуки, які повторюються (CO₂ це₂) в обох рівняннях, але в різних областях (реагенти або продукти) вони усуваються. Отже, просто додайте надані? Hs, оскільки обидва O₂ скільки CO₂ знаходяться на протилежних сторонах рівняння:

?H =? H₁ +? H₂

?Н = -94 + 94,5

?H = 0,5 Ккал

Основи права Гесса

коли ми повинні обчислити зміну ентальпії реакції з його кроків та варіацій ентальпії ми повинні пам’ятати, що остаточна реакція полягає в тому, хто буде диктувати цей розрахунок.

Усі передбачені кроки розроблені таким чином, що вони повністю узгоджуються з остаточною реакцією. Наприклад, якщо ми маємо остаточну реакцію:

Загальна реакція: X + Y → Z

А вправа передбачає такі кроки:

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

Зрозуміло, що етапи 2 і 3 не піддаються кінцевій реакції, оскільки в 2 А знаходиться в реагенті, а в 3 Y - у продукті. У цьому випадку ці етапи потребують “лікування”, щоб відповідати остаточній або загальній реакції. Зрозумійте, що таке "лікування":

Можливості роботи з кроками реакції в законі Гесса

а) Оберніть все рівняння

Рівняння може бути інвертоване (реагенти стають продуктами, а продукти стають реагентами), щоб відповідати позиції учасників. У цьому випадку значення? H матиме інвертований знак.

У наведеному нижче прикладі очевидно, що кроки 2 і 3 потрібно змінити:

Загальна реакція: X + Y → Z

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

б) Помножте рівняння

Рівняння можна помножити на будь-яке числове значення, щоб вирівняти кількість учасників. У цьому випадку значення? H потрібно помножити.

У наведеному нижче прикладі очевидно, що крок 2 потрібно помножити на 2, щоб дорівнювати кількості учасників В і С відносно глобального рівняння.

Загальна реакція: A + 2B → 2C

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

в) Розбийте все рівняння

Рівняння можна розділити на будь-яке числове значення, щоб вирівняти кількість учасників. У цьому випадку значення? H також слід розділити.

У наведеному нижче прикладі очевидно, що крок 2 необхідно розділити на 2, щоб дорівнювати кількості учасників F і C щодо глобального рівняння.

Загальна реакція: Ш + Ж → 2С

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

Приклад застосування закону Гесса

Приклад: Повна реакція горіння (утворення вуглекислого газу та води) газу бутану задається наступним рівнянням:

Ç₄H_{10 (г)} + 13 / 2O_{2 (г)} → 4CO_{2 (г)} + 5 годин₂О_(g)

Знаючи, що бутан, С₄H₁₀, - газ, присутній у найбільшій кількості в газі для приготування їжі (LPG), визначають величину його ентальпії, з посиланням на наступні дані для стандартних ентальпій формування кожного з них компоненти:

Ç_(s) + 5 год_{2 (г)} → 1С₄H_{10 (г)}? H = -125 ккал

Ç_(s) + O_{2 (г)} → CO_{2 (г)}? H = -394 Ккал

H_{2 (г)} + 1 / 2O_{2 (г)} → H₂О_(g)? H = -242 Ккал

Дозвіл:

1^О Крок: Крок 1 потрібно змінити, тому що, згідно з глобальним рівнянням, речовина має бути реагентом, а не продуктом. При цьому знак значення? H також інвертується:

1С₄H_{10 (г)} → 4C_(s) + 5 год_{2 (г)}? H = + 125 Ккал

2^О Крок: Крок 2 потрібно дотримуватися, але його доведеться помножити на чотири, оскільки, згідно з глобальним рівнянням, він повинен містити 4 моль CO₂. Таким чином, значення? H також потрібно помножити на 4:

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

незабаром:

4С_(s) + 4 O_{2 (г)} → 4 CO_{2 (г)}? H = -1576 Ккал

3^О Крок: Крок 3 потрібно дотримуватися, але його доведеться помножити на п’ять, оскільки, згідно з глобальним рівнянням, він повинен містити 5 моль Н₂О. Таким чином, значення? H також потрібно помножити на 5:

(5 разів) H_{2 (г)} + 1 / 2O_{2 (г)} → H₂О_(g)? H = -242 Ккал

незабаром:

5 годин_{2 (г)} + 5 / 2O_{2 (г)} → 5 год₂О_(g ? H = -1210 Ккал

4^О Крок: Виконайте видалення:

Крок 1: 1С₄H_{10 (г)} → 4C_(s) + 5 год_{2 (г)}? H = + 125 Ккал

Крок 2: 4С_(s) + 4 O_{2 (г)} → 4 CO_{2 (г)}? H = -1576 Ккал

Крок 3: 5 годин_{2 (г)} + 5 / 2O_{2 (г)} → 5 год₂О_(g ? H = -1210 Ккал

• 5 годин тому₂ на етапі 1 продукту та на етапі 3 реагенту, отже, вони усуваються;

• У продукті зі стадії 1 і реагенті зі стадії 2 є 4 С, тому вони усуваються.

Таким чином, кроки залишаються такими:

Крок 1: 1С₄H_{10 (г)} → ? H = + 125 Ккал

Крок 2: + 4 O_{2 (г)} → 4 CO_{2 (г)}? H = -1576 Ккал

Крок 3: + 5 / 2O_{2 (г)} → 5 год₂О_(g ? H = -1210 Ккал

Додаючи етапи після усунення, ми виявляємо, що вони відповідають загальній реакції.

Ç₄H_{10 (г)} + 13 / 2O_{2 (г)} → 4CO_{2 (г)} + 5 годин₂О_(g)

5^О Крок: Додайте значення ? год кроків для визначення ? H глобальної реакції.

?H =? H₁ +? H₂ +? H₃

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

?Н = 125 - 1576 - 1210

?Н = 125 - 2786

?H = - 661 Ккал

Мені Діого Лопес Діас

Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-hess.htm