Entalpijos pokyčių apskaičiavimas pagal Heso dėsnį

GIPhotoStock / Getty Images

Heso dėsnis , taip pat žinomas kaip „Pastovios šilumos sumavimo Heso dėsnis“, teigia, kad bendra cheminės reakcijos entalpija yra reakcijos etapų entalpijos pokyčių suma. Todėl entalpijos pokytį galite rasti suskaidydami reakciją į komponentų etapus, kurių entalpijos reikšmės yra žinomos. Šis pavyzdinis uždavinys parodo strategijas, kaip panaudoti Heso dėsnį reakcijos entalpijos pokyčiui nustatyti naudojant panašių reakcijų entalpijos duomenis.

Hesso dėsnio entalpijos kaitos problema

Kokia yra ΔH reikšmė tokiai reakcijai?

CS_du(l) + 3 O_du(g) → CO_du(g) + 2 SO_du(g)

Duota:

C(s) + O_du(g) → CO_du(g); ΔH_f= -393,5 kJ/mol
S (s) + O_du(g) → SO_du(g); ΔH_f= -296,8 kJ/mol
C(s) + 2 S(s) → CS_du(l); ΔH_f= 87,9 kJ/mol

Sprendimas

Heso dėsnis sako, kad viskas entalpijos pokytis nepasikliauja nuo pradžios iki galo nueitu keliu. Entalpiją galima apskaičiuoti vienu dideliu žingsniu arba keliais mažesniais žingsniais.

Norėdami išspręsti tokio tipo problemą, sutvarkykite pateiktą cheminės reakcijos kur bendras poveikis duoda reikiamą reakciją. Yra keletas taisyklių, kurių turite laikytis manipuliuodami reakcija.

1. Reakciją galima pakeisti. Tai pakeis ΔH ženklą_f.
2. Reakciją galima padauginti iš konstantos. ΔH vertė_fturi būti padaugintas iš tos pačios konstantos.
3. Gali būti naudojamas bet koks pirmųjų dviejų taisyklių derinys.

Kiekvienai Heso dėsnio problemai rasti teisingą kelią skiriasi, todėl gali prireikti bandymų ir klaidų. Gera vieta pradėti yra rasti vieną iš reagentų arba produktų, kurių reakcijoje yra tik vienas molis. Jums reikia vieno CO_du, o pirmoji reakcija turi vieną CO_dugaminio pusėje.

C(s) + O_du(g) → CO_du(g), ΔH_f= -393,5 kJ/mol

Tai suteikia jums CO_dujums reikia produkto pusėje ir vieno iš O_duapgamų, kurių jums reikia reagento pusėje. Norėdami gauti dar du O_dumolių, naudokite antrąją lygtį ir padauginkite ją iš dviejų. Nepamirškite padauginti ΔH_ftaip pat dviese.

2 S (s) + 2 O_du(g) → 2 SO_du(g), ΔH_f= 2 (-326,8 kJ/mol)

Dabar jūs turite dvi papildomas S ir vieną papildomą C molekulę reagento pusėje, kurių jums nereikia. The trečia reakcija taip pat turi du S ir vieną C reagentas pusėje. Apverskite šią reakciją, kad molekulės būtų nukreiptos į produkto pusę. Nepamirškite pakeisti ženklo ΔH_f.

CS_du(l) → C(s) + 2 S(s), ΔH_f= -87,9 kJ/mol

Sudėjus visas tris reakcijas, du papildomi sieros ir vienas papildomas anglies atomas panaikinami ir lieka tikslinė reakcija. Lieka tik sumuoti ΔH reikšmes_f.

ΔH = -393,5 kJ/mol + 2 (-296,8 kJ/mol) + (-87,9 kJ/mol)
ΔH = –393,5 kJ/mol – 593,6 kJ/mol – 87,9 kJ/mol
ΔH = -1075,0 kJ/mol

Atsakymas: The entalpijos pokytis reakcijai yra -1075,0 kJ/mol.

Faktai apie Heso dėsnį

• Heso dėsnis kilęs iš rusų chemiko ir gydytojo Germaino Hesso pavadinimo. Hessas ištyrė termochemiją ir paskelbė savo termochemijos dėsnį 1840 m.
• Norint taikyti Heso dėsnį, visi cheminės reakcijos komponentai turi vykti toje pačioje temperatūroje.
• Apskaičiuojant galima naudoti Heso dėsnį entropija ir Gibbo energija be entalpijos.