Μορφές του νόμου του Hess

Ο νόμος του Hess για το άθροισμα θερμότητας, ή απλά ο νόμος του Hess, πήρε το όνομά του από τον Ρώσο γιατρό και χημικό Germain Hess που δημοσίευσε τον νόμο το 1840. 

Ο νόμος του Hess βασίζεται στον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής που λέει ότι η ενθαλπία των χημικών διεργασιών δεν εξαρτάται από τα βήματα, τις διεργασίες ή τους τρόπους που χρησιμοποιούνται στο αρχικό στάδιο έως το τελικό στάδιο. Η πραγματική ανάγκη του νόμου του Hess είναι να απλοποιήσει και να κατηγοριοποιήσει τις χημικές αντιδράσεις μεμονωμένα και να αναλύσει τη συνολική ενεργειακή απαίτηση.

Υπάρχουν δύο μορφές νόμου του Hess, όπως η αντίδραση πολλαπλών σταδίων και η αντίδραση πολλών διαφορετικών.

Περιγραφή του νόμου του Hess

Ο νόμος του Hess βασίζεται στον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής. Δηλώνει ότι η ενθαλπία των αρχικών και τελικών βημάτων μιας χημικής αντίδρασης είναι ανεξάρτητα. Ο τύπος του νόμου του Hess:

Ενθαλπία σημαίνει την ποσότητα θερμότητας που απαιτείται από το σύστημα ή που αποβάλλεται από το σύστημα για να προκαλέσει μια αλλαγή στο σύστημα.

H =P + EV

Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής ορίζει ότι η συνολική ενέργεια του προϊόντος πρέπει να είναι η ίδια πριν και μετά από χημικές ή φυσικές αντιδράσεις. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει διαφορά στην ενέργεια του προϊόντος και των αντιδρώντων. Σε αυτή την περίπτωση, η θερμοκρασία σταθεροποιείται ή προσαρμόζεται για να εξισορροπηθεί και να σταθεροποιηθεί η αθροιστική ενέργεια. Η μαθηματική έκφραση εξώθερμων και ενδόθερμων αντιδράσεων γράφεται ως:

Εξώθερμη – A + B —–> C + D + △H

Ενδόθερμος  – A + B +△H—–> C + D

Εφαρμόζοντας την έννοια του νόμου του Hess, μπορούμε να υπολογίσουμε το καπέλο της αλλοτροπικής τροποποίησης, τη θερμότητα σχηματισμού και άλλες διάφορες αντιδράσεις. Η ενθαλπία μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας διαφορετικά στάδια σε όλη την αντίδραση, όπως:

• Το πρόσημο του △H μπορεί να αλλάξει θέση για να αλλάξει το αποτέλεσμα.
• Η τιμή του △H πρέπει να πολλαπλασιαστεί με τη σταθερά εάν η σταθερά χρησιμοποιείται ως πρόσημο πολλαπλασιασμού στην αντίδραση.
• Αυτοί οι δύο κανόνες που αναφέρονται παραπάνω μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην αντίδραση.

Αυτά τα βήματα είναι βασικά βήματα για την εκτέλεση της αντίδρασης της ενθαλπίας του νόμου του Hess για το άθροισμα θερμότητας. Εκτός από την ενθαλπία, η ενέργεια και η εντροπία Gibbs μπορούν να υπολογιστούν με τη βοήθεια του νόμου του Hess.

Ποιες είναι οι μορφές του νόμου του Hess;

Οι μορφές του νόμου του Hess είναι πολυδιάφορες αντιδράσεις και αντιδράσεις πολλαπλών βημάτων. Οι μορφές των νόμων του Hess ορίζονται με τις μαθηματικές πράξεις τους.

Πολλαπλή αντίδραση

Με την αλλαγή του αθροίσματος της χημικής αντίδρασης ενθαλπίας, μπορεί να επιτευχθεί ενθαλπία της απαιτούμενης αντίδρασης στο προϊόν παρόμοια με την περίπτωση αλλαγής των προϊόντων και τα αντιδρώντα των απαραίτητων χημικών ουσιών μπορούν να επιτευχθούν με τη συγχώνευση πολλών χημικών αντιδράσεων.

Η καύση του δισουλφιδίου του άνθρακα, του άνθρακα και του θείου είναι εξώθερμη με την ενθαλπία των -296,8 kJ, -393,5 kJ και 1075 kJ. Οι αντιδράσεις γράφονται ως:

Αυτές οι αλλαγές και οι αντιδράσεις ενθαλπίας μπορούν να αντιμετωπιστούν ακόμη και χωρίς την εκτέλεση των πειραμάτων.

Αντίδραση πολλών σταδίων

Σε αυτή τη μορφή, τα αντιδρώντα τείνουν να παράγουν το προϊόν ακολουθώντας διαφορετικά βήματα και χρησιμοποιώντας πολλά προϊόντα. Το σύνολο όλων των προϊόντων και των αντιδρώντων και οι ενεργειακές αλλαγές των προϊόντων έχουν ως αποτέλεσμα μια συνολική αλλαγή στην αντίδραση.

Το προϊόν Β μπορεί να σχηματιστεί χρησιμοποιώντας τα ενδιάμεσα C, D και E χρησιμοποιώντας διαφορετικά στάδια. Σύμφωνα με το νόμο του Hess, η τιμή της ενθαλπίας △H θα είναι η ίδια ανεξάρτητα από τον τρόπο διέλευσης.

Καθώς η τιμή και των δύο πλευρών θα είναι ίση, η ενέργεια δεν θα αλλάξει είτε χρησιμοποιήσουμε διαφορετική διαδρομή είτε μονοπάτι μονού βήματος για αντίδραση.

Σημασία του νόμου του Hess

Τα άτομα προς τα μόρια έχουν τη δική τους ενέργεια. Ο νόμος του Hess απλοποιεί τον προσδιορισμό των στρωμάτων των βημάτων που ακολουθούν στον προσδιορισμό της ενέργειας. Το επίπεδο ενέργειας μπορεί να διαφέρει από το ένα αντιδραστήριο στο άλλο. Η διαδικασία σχηματισμού και διαχωρισμού δεσμών περιλαμβάνει ενέργεια. Οι μορφές του νόμου του Hess παίζουν σημαντικό ρόλο στον υπολογισμό της ενθαλπίας της θερμότητας.

Συμπέρασμα

Αυτό το άρθρο εξηγεί τον νόμο του Hess. Ο νόμος του Hess βασίζεται στον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής που λέει ότι η ενθαλπία των χημικών διεργασιών δεν εξαρτάται από τα βήματα, τις διεργασίες ή τους τρόπους που χρησιμοποιούνται στο αρχικό στάδιο έως το τελικό στάδιο. Ο νόμος του Hess βοηθά στη μέτρηση της ενέργειας που απαιτείται στην αντίδραση μεταξύ των αντιδρώντων και των προϊόντων. Διαχειρίζεται επίσης το επίπεδο ενέργειας και το διατηρεί ίσο για ομοιόμορφο πειραματισμό.