ヘスの法則を使用したエンタルピー変化の計算

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ヘスの法則 「ヘスの定熱和の法則」としても知られる、化学反応の総エンタルピーは、反応のステップのエンタルピー変化の合計であると述べています。したがって、既知のエンタルピー値を持つコンポーネント ステップに反応を分割することで、エンタルピー変化を見つけることができます。この問題例は、ヘスの法則を使用して、同様の反応からのエンタルピー データを使用して反応のエンタルピー変化を見つける方法を示しています。

ヘスの法則エンタルピー変化問題

次の反応の ΔH の値は?

CS₂(l) + 3 O₂(g) → CO₂(g) + 2 SO₂(ト)

与えられた:

C(s) + O₂(g) → CO₂(g); ΔH_へ= -393.5 kJ/mol
S(s)+O₂(g) → SO₂(g); ΔH_へ= -296.8 kJ/mol
C(s) + 2 S(s) → CS₂(l); ΔH_へ= 87.9 kJ/モル

解決

ヘスの法則は合計 エンタルピー変化 最初から最後までの経路に依存しません。エンタルピーは、1 つのグランド ステップまたは複数の小さなステップで計算できます。

この種の問題を解決するには、与えられた 化学反応 総効果が必要な反応をもたらす場所。リアクションを操作する際には、いくつかのルールに従う必要があります。

1. 反応は逆にすることができます。これにより、ΔHの符号が変わります_へ.
2. 反応には定数を掛けることができます。 ΔHの値_へ同じ定数を掛ける必要があります。
3. 最初の 2 つのルールを任意に組み合わせて使用​​できます。

正しいパスを見つける方法は、ヘスの法則の問題ごとに異なり、試行錯誤が必要になる場合があります。開始するのに適した場所は、反応に 1 モルしかない反応物または生成物の 1 つを見つけることです。 COが1つ必要です₂、そして最初の反応には1つのCOがあります₂製品側です。

C(s) + O₂(g) → CO₂(g)、ΔH_へ= -393.5 kJ/mol

これにより、COが得られます₂製品側と O のいずれかが必要です₂反応物側に必要なモル。さらに 2 つの O を取得するには₂モルの場合、2 番目の式を使用して 2 を掛けます。 ΔHを掛けることを忘れないでください_へそれも2つ。

2S(秒)+2O₂(g) → 2 SO₂(g)、ΔH_へ= 2(-326.8 kJ/モル)

これで、必要のない反応物側に 2 つの余分な S 分子と 1 つの余分な C 分子ができました。の 第三の反応 また、2 つの S と 1 つの C があります。 反応物 側。この反応を逆にして、分子を製品側に持ってきます。 ΔH の符号を変更することを忘れないでください_へ.

CS₂(l) → C(s) + 2 S(s)、ΔH_へ= -87.9 kJ/モル

3 つの反応すべてが追加されると、余分な 2 つの硫黄原子と 1 つの余分な炭素原子が相殺され、目的の反応が残ります。あとは ΔH の値を合計するだけです_へ.

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/モル

答え： の エンタルピーの変化 反応は -1075.0 kJ/mol です。

ヘスの法則についての事実

• ヘスの法則は、ロシアの化学者であり医師であるジャーメイン・ヘスにちなんで名付けられました。ヘスは熱化学を研究し、1840 年に熱化学の法則を発表しました。
• ヘスの法則を適用するには、化学反応の構成ステップのすべてが同じ温度で発生する必要があります。
• ヘスの法則を使用して計算できます エントロピ と ギブのエネルギー エンタルピーに加えて。