Această lege a fost descoperită de Hess în 1840 pe baza unei generalizări a setului de date experimentale.
Formularea legii lui Hess:
Thermohidraulic efectele reacției la presiune constantă (Qp = DH) sau la volum constant (QV = DU) și temperatură constantă, este determinată numai de natura și starea materiilor prime și produselor de reacție și nu depinde de tranziția de la materiile prime pentru produșii de reacție (adică reacția poate fi efectuată în una, două, trei, etc. etape).
Legea lui Hess se bazează pe faptul că Qp și QV sunt funcții de stat (spre deosebire de Q).
QP = H, p = const (20)
Considerăm procesul de tranziție de la substanțele inițiale la produsele de reacție la p = const, T = const. Atunci Qp = DH. Să compunem așa-numitul ciclu termochemic. Lăsați substanțele de bază pentru produsele de reacție să fie transferate în trei moduri diferite - într-una, două sau trei etape:
Consecințe din legea lui Hess.
Prima consecință a legii lui Hess.
Căldura de reacție este egală cu diferența dintre suma căldurilor formării substanțelor simple (Df H) ale produselor de reacție și cantitatea de căldură a formării de substanțe simple ale materiilor prime (considerând coeficienții stoichiometrice).
Expresia matematică pentru primul corolar al legii lui Hess poate fi scrisă în următoarea formă:
Căldura formării? FH este efectul termic al reacției de formare a unui mol de compus din substanțe simple.
Starea standard este caracterizată de o presiune p = 1 atm = 1,105 Pa.
Efectele termice, menționate în aceste condiții, se numesc efecte termice standard.
Formarea standard entalpiei (căldură) dintr-un compus de substanțe simple, (Df H 0298) - are efectul termic al reacției de 1 mol de compus cu cantități adecvate de substanțe simple, în condiții standard.
Substanțele simple sunt elemente sau substanțe chimice. luate în acele stări agregate sau modificări de cristal în care sunt stabile în starea standard.
Se presupune că pentru substanțele simple Df H 0 298 = 0.
A doua consecință a legii lui Hess.
Efectul termic al reacției este egal cu diferența dintre suma căldurii de combustie (Dc H) a materiilor prime și suma căldurii de ardere a produselor de reacție (luând în considerare coeficienții stoichiometrici).
Expresia matematică pentru a doua consecință a legii lui Hess poate fi scrisă în următoarea formă:
Entalpia standard (căldură) compus din ardere (denumit Dc H 0298) - are o căldură de reacție a oxidării 1 mol sedineniya oxigen molecular gazos în condiții standard pentru a produce cantități corespunzătoare de următorii compuși (dacă nu se specifică altfel): CO2 gazos. Н2 Ожидк .. N2, gaz. Hhal, (Cl, Br), gaz de SO2. și altele.
Unitățile [Df H] și [Ds H] sunt kJ / mol, [n] = mol, [Drepturi] = kJ!
Exemplul 1.1 Calculați efectele termice ale următoarelor două reacții:
dacă se cunosc încălzirea standard a formării tuturor componentelor acestor reacții.
Soluția. Să efectuăm calcule pentru 25 ° C și o presiune de 1 atm, presupunând condiția de presiune constantă în timpul reacțiilor. În acest caz, efectul termic ar trebui să fie egal cu schimbarea entalpiei sistemului:
Exemplul 1.2 Se calculează efectul termic de transformare polimorfă a 1 mol de grafit în diamant în condiții standard, în cazul cunoscut grafit standard si caldura diamant de ardere la T = 298.15 K și p = 1 atm.
Soluție. Vom scrie reacția de transformare polimorfică a grafitului în diamant:
Calculul arată că
În consecință, procesul de transformare a grafitului în diamant în condiții standard (dacă a avut loc) ar trebui să aibă loc cu absorbția unei cantități mici de căldură.
Relația dintre Qp și QV pentru reacțiile chimice.
Să considerăm o reacție la o presiune constantă p. Prin definiție:
H º U + pV; atunci
În cazul în care substanțele gazoase participă la reacție, considerând-le ca fiind gaze ideale, luând în considerare ecuația lui Mendeleev-Clapeyron:
pDV = Dngas RT, (24)
puteți obține expresii:
DH = DU + Dngas RT sau
unde Dnas este schimbarea numărului de moli de substanțe gazoase ca rezultat al unei singure runde de reacție,
Uneori scriu Dngaz în loc de Dngaz.
O singură etapă a reacției înseamnă că o cantitate de moli din fiecare substanță a intrat în reacție, ceea ce corespunde coeficienților lor stoichiometrici în ecuația de reacție.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: