La legge di Hess è un principio fondamentale in termochimica che afferma: Il cambiamento entalpico di una reazione è indipendente dal percorso preso , nel senso che è lo stesso se la reazione si verifica in un passaggio o in più passaggi. Questa legge ci consente di calcolare il cambiamento di entalpia di una reazione che non può essere misurata direttamente usando i cambiamenti di entalpia delle reazioni note.
Ecco come viene utilizzata la legge di Hess:
1. Identifica la reazione target: Determina l'equazione chimica equilibrata per la reazione il cui cambiamento di entalpia si desidera calcolare.
2. Trova reazioni note: Trova reazioni con cambiamenti di entalpia noti (di solito indicati in tabelle o schede di dati) che coinvolgono i reagenti e i prodotti della reazione target.
3. Manipola le reazioni note: Potrebbe essere necessario:
* Reverse Una reazione nota per abbinare la direzione della reazione bersaglio. Ricorda, invertire una reazione cambia il segno del suo cambiamento di entalpia.
* Multiply Una reazione nota di un fattore per abbinare i coefficienti stechiometrici della reazione bersaglio. Ricorda, moltiplicando una reazione per un fattore moltiplica anche il suo cambiamento di entalpia per quel fattore.
4. Combina le reazioni manipolate: Aggiungi insieme le reazioni manipolate. Il cambiamento di entalpia della reazione combinata sarà la somma dei cambiamenti di entalpia delle singole reazioni.
5. Assicurati la cancellazione: Assicurati che tutte le specie che appaiono su entrambi i lati delle reazioni combinate si annullano, lasciando solo i reagenti e i prodotti della reazione target.
6. Calcola il cambiamento di entalpia: Il cambiamento di entalpia della reazione bersaglio è la somma dei cambiamenti di entalpia delle reazioni manipolate.
Esempio:
Calcoliamo il cambiamento di entalpia della seguente reazione:
`` `
CO (G) + 1/2 O2 (G) -> CO2 (G)
`` `
Conosciamo le seguenti reazioni e i loro cambi di entalpia:
`` `
C (S) + O2 (G) -> CO2 (G) ΔH =-393,5 kJ/mol
C (s) + 1/2 o2 (g) -> co (g) ΔH =-110,5 kJ/mol
`` `
Per ottenere la reazione target, possiamo:
* invertire la seconda reazione:
`` `
CO (G) -> C (S) + 1/2 O2 (G) ΔH =+110,5 kJ/mol
`` `
* Aggiungi la seconda reazione invertita alla prima reazione:
`` `
C (S) + O2 (G) -> CO2 (G) ΔH =-393,5 kJ/mol
CO (G) -> C (S) + 1/2 O2 (G) ΔH =+110,5 kJ/mol
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CO (G) + 1/2 O2 (G) -> CO2 (G) ΔH =-283 KJ/mol
`` `
Pertanto, il cambiamento di entalpia della reazione bersaglio è -283 kJ/mol .
Punti chiave:
* La legge di Hess è un potente strumento per il calcolo dei cambiamenti di entalpia delle reazioni che sono difficili o impossibili da misurare direttamente.
* Si basa sul principio che i cambiamenti di entalpia sono funzioni statali, il che significa che dipendono solo dagli stati iniziali e finali del sistema, non dal percorso intrapreso.
* Manipola attentamente le reazioni note per abbinare la reazione bersaglio e prestare attenzione ai segni e ai coefficienti di cambiamenti di entalpia.
Usando la legge di Hess, è possibile prevedere i cambiamenti di entalpia per una vasta gamma di reazioni utilizzando dati termochimici noti.
