Закон Гесса

По этой ссылке вы найдёте полный курс лекций по математике:

Закон Гесса. В основе термохимии лежит закон, сформулированный русским ученым Г. И. Гессом (1841). Тепловой эффект химическое реакции, протекающей прв р= — const и Г=const или V— const и Т— const* завнагг только от вида (природы) состояния исходных веществ н конечных продуктов реакции, но не зависят от числа и характера промежуточных стадии.

Закон Гесса является одним из следствий первого начала термодинамики [см. (5.4) и (5.5)]. Закон Гесса позволяет вычислять теплоты химических реакций, которые не могут быть определены экспериментально, или же если это определение сопряжено с большими трудностями. Обычно с этой целью решают систему термохимических уравнений.

Теплоту образования пероксида водорода измерить непосредственно невозможно: Н2(г)+Ог(г) «НАСж), ля, (1) Но возможно измерить тепловые эффекты реакций образования воды Нг(г) + l/lO^r) ~ Н20(ж); ЛЯ2 ~ - 286 кДж/моль (2) и разложения пероксида водорода КДЖ/МОЛЬ (3) Уравнение (1) можно получить, если из уравнения (2) вычесть уравнение (3): Н^г) + 1/2СМГ) - НР^ж)-Н20(ж) - Н20(ж) -1/20^); АЯ2-АЯз = (-286+99) кДж/моль Проведя преобразования, аналогичные преобразованиям, проводимым с алгебраическими уравнениями, получаем HjM+OjCO-HjOjf*); А Я, = -187 кДж/моль Закон Гесса Следствия из закона Гесса.

Вычисления тепловых эффектов химических реакций с помощью закона Гесса значительно упрощаются, если воспользоваться понятиями о стандартных теплотах (энтальпиях) образования (Д/Яад) и сгорания (Мйи) (— AH^t » Qp). Стандартной теплотой (энтальпией) образования соединения называют теплоту, которая выделяется или поглощается при образовании одного моля данного соединения в стандартных условиях из простых веществ, взятых в устойчивых модификациях.

Теплоты образования многих соединений известны и табулированы. Значения стандартных тешют образования некоторых веществ приведены в табл. 5.1. Таблица 5.1. Эжталыкя образования ори 25 'С (298 К) Вещество А/Н, кДж/моль Вещество /у/, кДж/моль Продолжение табл. 5.1 Всхцсспю Д/П. кДж/моль Вещество Лjfl, кДж/моль Особенно удобно проводить такие расчеты, пользуясь следующим общим положением, непосредственно вытекающим из закона Гесса.

Тепловой эффект химической реакции равен разности суммы . теплот (энтальпий) образования продуктов реакции и суммы тешют (энтальпий) образования исходных веществ (суммирование проводится с учетом стехиометрических коэффициентов веществ, участвующих в реакции): Закон Гесса где AfHi и A/Hj — энтальпии образования продуктов реакции и исходных веществ соответственно; п, и nj — стехиометрические коэффициенты в правой и левой частях термохимического уравнения соответственно.

Пример 1. Вычислите теплоту образования карбоната тЯ лыщк из гвдроксида жадырц и диоксида углерода, воспользовавшись стандартными теплотами образования участников реакции (см. табл. 5.1): Решение. Для определения И реакций нужно от теплоты образования карбоната кальция вычесть сумму теплот образования гидр оксида кальция и диоксида углерода: кДж/моль.

Закон Гесса также позволяет вычислять тепловые эффекты химических реакций с использованием теплот сгорания (АСН).

Стандартной теплотой (энтальпией) сгорания называется тепловой эффект реакции окисления данного вещества кислородом до конечных продуктов окисления. Конечными продуктами окисления органических веществ являются С02з Н20, S02, N2. Стандартные энтальшш сгорания некоторых органических веществ приведены в табл. 5.2. Так как реакции горения являются экзотермическими реакциями, то . Теплоты сгорания конечных продуктов окисления равны нулю. Таблица 5.2.

Возможно вам будут полезны данные страницы:

Элилыши сгорании кри 25 °С (298 К) Вещество ДеЯ, кДх/модъ Вещество Ар//, хДж/моль Из закона Гесса следует, что тепловой эффект химической реакции равен разности сумм энтальпий сгорания исходных веществ и сумм энтальпий сгорания продуктов реакции (суммирование проводится с учетом стехиометрических коэффициентов веществ, участвующих в реакции): где A^Hj и AJIj — теплоты сгорания и энтальпии исходных веществ и продуктов реакции соответственно; щ ил, — стехиометрические коэффициенты в левой и правой частях термохимического уравнения. Пример 2.

Вычислите тепловой эффект реакции образования диэтилового эфира из этилового спирта, воспользовавшись значениями энтальпий сгорания участников реакции (см. табл. 5.2): Решение. На основании следствия из закона Гесса можно записать: кДж/моль. При расчетах необходимо помнить, что теплоты сгорания высших оксидов (в примере 2—Н20) равны нулю. Из закона Гесса вытекает следствие, в соответствии с которым теплота разложения данного соединения на простые вещества численно равна абсолютной величине теплоты образования этого соединения из соответствующих ему простых веществ.

французскими учеными А. Лавуазье и П. Лапласом и часто называется законом Лавуазье — Лапласа. Например, при образовании одного моля хлороводорода из водорода и хлора выделяется 92 кДж энергии в форме теплоты кДж/моль Закон Гесса а при разложении моля хлороводорода на простые вещества необходимо затратить такое же количество энергии кДж/моль Закон Лавуазье — Лапласа применим также и в тех случаях, когда в реакции образуются сложные вещества. Например: