Πώς χρησιμοποιείται ο νόμος Hess για τον υπολογισμό της αλλαγής της αντίδρασης ενθαλπίας;
Νόμος του Hess:Ένα ισχυρό εργαλείο για τους υπολογισμούς ενθαλπίας
Ο νόμος του Hess είναι μια θεμελιώδης αρχή στη θερμοχημεία που δηλώνει: Η αλλαγή ενθαλπίας μιας αντίδρασης είναι ανεξάρτητη από τη διαδρομή που λαμβάνεται , που σημαίνει ότι είναι το ίδιο αν η αντίδραση συμβαίνει σε ένα βήμα ή πολλαπλά βήματα. Αυτός ο νόμος μας επιτρέπει να υπολογίσουμε την αλλαγή ενθαλπίας μιας αντίδρασης που δεν μπορεί να μετρηθεί άμεσα χρησιμοποιώντας τις μεταβολές της ενθαλπίας των γνωστών αντιδράσεων.
Δείτε πώς χρησιμοποιείται ο νόμος του Hess:
1. Προσδιορίστε την αντίδραση στόχου: Προσδιορίστε την ισορροπημένη χημική εξίσωση για την αντίδραση της οποίας η αλλαγή ενθαλπίας θέλετε να υπολογίσετε.
2. Βρείτε γνωστές αντιδράσεις: Βρείτε αντιδράσεις με γνωστές αλλαγές ενθαλπίας (συνήθως δίνονται σε πίνακες ή φύλλα δεδομένων) που περιλαμβάνουν τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα της αντίδρασης στόχου.
3. χειραγωγήστε τις γνωστές αντιδράσεις: Μπορεί να χρειαστεί:
* Αντίστροφη Μια γνωστή αντίδραση που ταιριάζει με την κατεύθυνση της αντίδρασης στόχου. Θυμηθείτε, αντιστρέφοντας μια αντίδραση αλλάζει το σημάδι της αλλαγής της ενθαλπίας.
* Πολλαπλασιάστε Μια γνωστή αντίδραση από έναν παράγοντα που ταιριάζει με τους στοιχειομετρικούς συντελεστές της αντίδρασης στόχου. Θυμηθείτε, ο πολλαπλασιασμός μιας αντίδρασης με έναν παράγοντα πολλαπλασιάζει επίσης την αλλαγή της ενθαλπίας με αυτόν τον παράγοντα.
4. Συνδυάστε τις χειραγωγημένες αντιδράσεις: Προσθέστε τις χειραγωγημένες αντιδράσεις μαζί. Η αλλαγή ενθαλπίας της συνδυασμένης αντίδρασης θα είναι το άθροισμα των μεταβολών της ενθαλπίας των μεμονωμένων αντιδράσεων.
5. Βεβαιωθείτε ότι η ακύρωση: Βεβαιωθείτε ότι όλα τα είδη που εμφανίζονται και στις δύο πλευρές των συνδυασμένων αντιδράσεων ακυρώνονται, αφήνοντας μόνο τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα της αντίδρασης στόχου.
6. Υπολογίστε την αλλαγή ενθαλπίας: Η μεταβολή της ενθαλπίας της αντίδρασης στόχου είναι το άθροισμα των μεταβολών της ενθαλπίας των χειρισμένων αντιδράσεων.
Παράδειγμα:
Ας υπολογίσουμε την αλλαγή ενθαλπίας της ακόλουθης αντίδρασης:
`` `
CO (g) + 1/2 o2 (g) -> CO2 (g)
`` `
Γνωρίζουμε τις ακόλουθες αντιδράσεις και τις αλλαγές τους ενθαλπίας:
`` `
C (s) + O2 (g) -> CO2 (g) ΔH =-393.5 kJ/mol
C (s) + 1/2 o2 (g) -> co (g) ΔH =-110.5 kJ/mol
`` `
Για να πάρουμε την αντίδραση στόχου, μπορούμε:
* Αντιστρέψτε τη δεύτερη αντίδραση:
`` `
CO (g) -> C (s) + 1/2 o2 (g) ΔH =+110.5 kJ/mol
`` `
* Προσθέστε την αναστρέψιμη δεύτερη αντίδραση στην πρώτη αντίδραση:
`` `
C (s) + O2 (g) -> CO2 (g) ΔH =-393.5 kJ/mol
CO (g) -> C (s) + 1/2 o2 (g) ΔH =+110.5 kJ/mol
-------------------------------------------------
CO (g) + 1/2 o2 (g) -> CO2 (g) ΔH =-283 kJ/mol
`` `
Επομένως, η αλλαγή ενθαλπίας της αντίδρασης στόχου είναι -283 kJ/mol .
Βασικά σημεία:
* Ο νόμος του Hess είναι ένα ισχυρό εργαλείο για τον υπολογισμό των αλλαγών ενθαλπίας των αντιδράσεων που είναι δύσκολες ή αδύνατο να μετρηθούν άμεσα.
* Βασίζεται στην αρχή ότι οι αλλαγές της ενθαλπίας είναι κρατικές λειτουργίες, που σημαίνει ότι εξαρτώνται μόνο από τις αρχικές και τελικές καταστάσεις του συστήματος, όχι από την οδό που λαμβάνεται.
* Χειραγωγεί προσεκτικά τις γνωστές αντιδράσεις ώστε να ταιριάζει με την αντίδραση στόχου και να δίνουν προσοχή στα σημάδια και τους συντελεστές των αλλαγών ενθαλπίας.
Χρησιμοποιώντας το νόμο του Hess, μπορείτε να προβλέψετε αλλαγές ενθαλπίας για ένα ευρύ φάσμα αντιδράσεων χρησιμοποιώντας γνωστά θερμοχημικά δεδομένα.
