Hess 'lov

The Hess lov er en lov af termo-kemi , som er udviklet af den schweiziske kemiker Germain Henri Hess . Det er baseret på entalpiens egenskab for at være en tilstandsfunktion, og dens variation afhænger derfor kun af den endelige tilstand og den oprindelige tilstand under en transformation. Den lyder som følger:

Den enthalpi omsætning af en kemisk reaktion , er lig med summen af dannelsesentalpier af produkterne (endelig state), reduceret med summen af dannelsesentalpier af reaktanterne (initial state), under hensyntagen til støkiometrien af reaktion.

Reaktionen er skematiseret af forholdet:

0 = \ sum _ {{i}} \ nu _ {{i}} A _ {{i}} ~

eller:

$\ nu _ {{i}} <0 ~$ si er et reagens ; $A _ {{i}} ~$
$\ nu _ {{i}}> 0 ~$ hvis det er et produkt af reaktionen .

Under standardbetingelser ved temperatur T opnår vi:

\ Delta _ {{r}} H _ {{(T)}} ^ {{0}} = \ sum _ {{i}} \ nu _ {{i}} \ Delta H _ {f, i ( T)}} ^ {{0}} ~

Denne lov gør det især muligt at beregne en entalpi af transformation, der er umulig at opnå direkte ved at nedbryde denne transformation til en række transformationer, hvis værdier af entalpierne er kendte (se for eksempel Born-Haber-cyklussen ).

Beregningseksempel

Overvej forbrændingsreaktionen af methan , udført ved T under standardtrykket p °: ${\ rm {CH _ {{4 (g)}}}}$

${\ rm {CH _ {{4 (g)}} + 2O _ {{2 (g)}} \ longrightarrow \ CO _ {{2 (g)}} + 2H_ {2} O _ {{(liq) }}}}$ .

Det er muligt at bygge en Hess cyklus involverer den foregående reaktion og transformationer involverer simpel organ stabil i standardbetingelser for T . Denne cyklus visualiseres i følgende figur:

Transformationerne, der involverer enkle kroppe, svarer til dannelsesreaktionerne for de bestanddele, der er involveret i forbrændingsreaktionen. Da entalpi er en tilstandsfunktion , afhænger dens variationer ikke af den fulgte vej, da de kun afhænger af den endelige tilstand og den oprindelige tilstand. Vi opnår:

\ Delta _ {r} H _ {{(T)}} ^ {0} = \ Delta H _ {{f (T)}} ^ {0} ({\ mathrm {CO _ {{2 (g)} }}}) +2 \ Delta H _ {{f (T)}} ^ {0} ({\ mathrm {H_ {2} O _ {{(liq)}}})) - \ Delta H _ {{ f (T)}} ^ {0} ({\ mathrm {CH _ {{4 (g)}}}}) - 2 \ Delta H _ {{f (T)}} ^ {0} ({\ mathrm {O _ {{2 (g)}}}) ~

Vi finder den generelle relation, der er angivet tidligere:

\ Delta _ {{r}} H _ {{(T)}} ^ {{0}} = \ sum _ {{i}} \ nu _ {{i}} \ Delta H _ {f, i ( T)}} ^ {{0}} ~

Bemærk

Værdierne af de faste dannelsesentalpier er givet i tabellerne ved temperaturen 298 K . De anvendes til at beregne standard reaktionsentalpien ved 298 K . Den Forholdet Kirchhoff tillader derefter beregningen ved en anden temperatur T .

Relaterede artikler