Legea lui Hess

Legea lui Hess afirmă că, într-o reacție chimică , efectul termic de presiune constantă este independent de stările intermediare prin care sistemul evoluează și depinde doar de starea sa inițială și finală. ^[1]

Cu alte cuvinte, aceasta înseamnă că variația de entalpie a unei reacții care poate fi descompusă în mod ideal în mai multe reacții parțiale este egală cu suma algebrică a variațiilor de entalpie ale etapelor individuale. Modificarea entalpiei este deci o funcție de stare .

Are o valoare mai istorică decât orice altceva: a fost formulată înainte de legea conservării energiei , a cărei corolar este.

Modificarea entalpiei standard a unei reacții

Din legea lui Hess rezultă că variația standard a entalpiei ( $\Delta H_{reazione}^{o}$ ${\ displaystyle \ Delta H_ {reacție} ^ {o}}$ $\ Delta H_ {reacție} ^ o$ ) produsă de o anumită reacție este legată de entalpia standard de formare a produselor și reactanților în acest mod:

$\Delta H_{reazione}^{o}=\sum \Delta H_{\mathrm {f} \,(prodotti)}^{o}-\sum \Delta H_{\mathrm {f} \,(reagenti)}^{o}$ ${\ displaystyle \ Delta H_ {reacție} ^ {o} = \ sum \ Delta H _ {\ mathrm {f} \, (produse)} ^ {o} - \ sum \ Delta H _ {\ mathrm {f} \ , (reactivi)} ^ {o}}$ $\ Delta H_ {reacție} ^ o = \ sum \ Delta H _ {\ mathrm f \, (produse)} ^ o - \ sum \ Delta H _ {\ mathrm f \, (reactanți)} ^ o$ ^[2]

Unde este:

$\sum \Delta H_{\mathrm {f} \,(prodotti)}^{o}$ ${\ displaystyle \ sum \ Delta H _ {\ mathrm {f} \, (produse)} ^ {o}}$ $\ sum \ Delta H _ {\ mathrm f \, (produse)} ^ o$ este suma entalpiilor standard de formare a produsului
$\sum \Delta H_{\mathrm {f} \,(reagenti)}^{o}$ ${\ displaystyle \ sum \ Delta H _ {\ mathrm {f} \, (reactivi)} ^ {o}}$ $\ sum \ Delta H _ {\ mathrm f \, (reactanți)} ^ o$ este suma entalpiilor standard de formare a reactanților

Acest lucru este legitim deoarece, luând aceeași definiție a legii, variația entalpiei este independentă de stările intermediare prin care sistemul evoluează și depinde doar de starea sa inițială și finală , prin urmare, având în vedere o anumită reacție, este posibil să considerați variația de entalpie consecventă ca fiind echivalentă cu variația de entalpie datorată reacției de formare a produsului (etapa finală) minus variația de entalpie datorată reacției de formare a reactantului (etapa inițială). Procesul de reacție acum considerat echivalent este doar una dintre posibilele procese care pot - teoretic - urmează reacția inițială. Cu toate acestea, acest proces particular este, în ceea ce privește schimbarea entalpiei, complet echivalent cu celelalte procese posibile.

Această procedură este adesea foarte convenabilă pentru calcularea modificării entalpiei produse de reacții din care nu este ușor să obțineți rezultate semnificative experimental.

Exemplu

Să luăm în considerare următoarea reacție:

{\begin{matrix}C&+&2H_{2}&\rightarrow &CH_{4}&&&&&\Delta H^{o}\\\end{matrix}}

{\ displaystyle {\ begin {matrix} C & + & 2H_ {2} & \ rightarrow & CH_ {4} &&&&&& Delta H ^ {o} \\\ end {matrix}}}

\ begin {matrix} C & + & 2 H_ {2} & \ rightarrow & CH_ {4} & & & & & \ Delta H ^ or \\ \ end {matrix}

Poate fi considerat o combinație a reacțiilor:

{\begin{matrix}C&+&O_{2}&\rightarrow &CO_{2}&&&&&\Delta H_{1}^{o}\\H_{2}&+&{1 \over 2}O_{2}&\rightarrow &H_{2}O&&&&&\Delta H_{2}^{o}\\CH_{4}&+&2O_{2}&\rightarrow &CO_{2}&+&2H_{2}O&&&\Delta H_{3}^{o}\\\end{matrix}}

{\ displaystyle {\ begin {matrix} C & + & O_ {2} & \ rightarrow & CO_ {2} &&&&& \ Delta H_ {1} ^ {o} \\ H_ {2} & + & {1 \ peste 2 } O_ {2} & \ rightarrow & H_ {2} O &&&& \ Delta H_ {2} ^ {o} \\ CH_ {4} & + & 2O_ {2} & \ rightarrow & CO_ {2} & + & 2H_ {2} O &&& \ Delta H_ {3} ^ {o} \\\ end {matrix}}}

\ begin {matrix} C & + & O_ {2} & \ rightarrow & CO_ {2} & & & & & \ Delta H ^ o_1 \\ H_ {2} & + & {1 \ over 2} O_ {2} & \ rightarrow & H_ {2} O & & & & & \ Delta H ^ o_2 \\ CH_ {4} & + & 2 O_ {2} & \ rightarrow & CO_ {2} & + & 2 H_ {2} O & & & \ Delta H ^ o_3 \\ \ end {matrix}

De fapt, înmulțiți aceștia cu coeficienți adecvați și adăugați împreună, ne dau reacția inițială:

{\begin{matrix}(\times 1)&C&+&O_{2}&\rightarrow &CO_{2}\\(\times 2)&2H_{2}&+&O_{2}&\rightarrow &2H_{2}O\\(\times -1)&CO_{2}&+&2H_{2}O&\rightarrow &CH_{4}&+&2O_{2}\\=&C&+&2H_{2}&\rightarrow &CH_{4}\\\end{matrix}}

{\ displaystyle {\ begin {matrix} (\ times 1) & C & + & O_ {2} & \ rightarrow & CO_ {2} \\ (\ times 2) & 2H_ {2} & + & O_ {2} & \ rightarrow & 2H_ {2} O \\ (\ times -1) & CO_ {2} & + & 2H_ {2} O & \ rightarrow & CH_ {4} & + & 2O_ {2} \\ = & C & + & 2H_ {2} & \ rightarrow & CH_ {4} \ \\ end {matrix}}}

\ begin {matrix} (\ times 1) & C & + & O_ {2} & \ rightarrow & CO_ {2} \\ (\ times 2) & 2 H_ {2} & + & O_ {2} & \ rightarrow & 2 H_ {2} O \\ (\ times -1) & CO_ {2} & + & 2 H_ {2} O & \ rightarrow & CH_ {4} & + & 2 O_ {2} \\ = & C & + & 2 H_ {2} & \ rightarrow & CH_ {4} \\ \ end {matrix}

Prin legea lui Hess putem deci scrie că:

\Delta H^{o}=\Delta H_{1}^{o}+2\Delta H_{2}^{o}-\Delta H_{3}^{o}

{\ displaystyle \ Delta H ^ {o} = \ Delta H_ {1} ^ {o} +2 \ Delta H_ {2} ^ {o} - \ Delta H_ {3} ^ {o}}

\ Delta H ^ o = \ Delta H ^ o_1 + 2 \ Delta H ^ o_2 - \ Delta H ^ o_3

Notă

^ Silvestroni , p. 125 .
^ Kotz , p. 291 .

Bibliografie

Paolo Silvestroni, Fundamentals of chemistry , ed. A X-a, CEA, 1996, ISBN 88-408-0998-8 .
John C. Kotz, Paul Treichel, Chimie , ediția a II-a, Napoli, EdiSES, 1998, ISBN 88-7959-140-1 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere în legea lui Hess

linkuri externe

Determinarea entalpiei într-o reacție , pe itchiavari.org .

Portalul chimiei

Portalul Termodinamicii

[1] Silvestroni , p. 125 .

[2] Kotz , p. 291 .

[1]

[2]