Тепловой эффект реакции не зависит от пути ее протекания, а зависит только от начального и конечного состояния веществ, участвующих в реакции

Это основной закон термохимии. Закон Гесса выполняется только для процессов, протекающих при следующих условиях:

а) Т = const, V = const (т.е. изохорно-изотермический процесс);

б) Т = const, р = const (т.е. изобарно-изотермический процесс).

Пример использования закона Гесса: из исходных веществ А и В можно получить конечные продукты Д и Е двумя путями: 1 путь – сразу по одной реакции из А и В получаются продукты Д и Е, причем тепловой эффект этой реакции равен DН₁; 2 путь – вещества Д и Е получаются из А и В в несколько реакций, тепловые эффекты которых равны DН₂, DН₃ и DН₄. Закон Гесса утверждает, что тепловые эффекты будут связаны таким соотношением:

DН₁ = DН₂ + DН₃ + DН₄

При расчетах тепловых эффектов химических реакций на основе закона Гесса используются энтальпии образования и энтальпии сгорания веществ.

Энтальпия образования вещества – это изменение энтальпии реакции образования одного моля вещества из простых веществ, например:

Н_2(г) + 1/2О_2(г) = Н₂О_(г); DН°_{298 обр.} = -241,8кДж/моль,

т.е. энтальпия образования газообразной воды при стандартных условиях равна -241,8кДж на 1 моль воды. Для различных веществ энтальпии образования приводятся в справочниках при стандартных условиях (т.е. при температуре 298К и давлении 1 атм. или 1,013×10⁵ Па) и обозначается как DН°_{298 обр.}. Отметим, что энтальпии образования простых веществ (О₂, Н₂, Cl₂ и др.) равны нулю.

Энтальпия сгорания вещества – это изменение энтальпии реакции окисления одного моля вещества кислородом до образования его конечных продуктов окисления. Стандартные энтальпии сгорания (т.е. при 298К и 1 атм.) обозначаются DН°_{298 сгор.} и приводится для различных веществ в справочниках.

Если известны энтальпии образования веществ, участвующих в реакции, то на основании закона Гесса можно рассчитывать тепловой эффект этой реакции следующим образом:

Изменение энтальпии реакции (т.е. тепловой эффект реакции) равно сумме энтальпий образования продуктов реакции минус сумма энтальпий образований исходных веществ (при этом учитываются коэффициенты в уравнении реакции).

Например, для реакции аА + bВ ® dD + еЕ получаем:

DН°_{298 реакции} = (d×DН°_{298 обр. (D)} + e×DН°_{298 обр. (E)}) – (a×DН°_{298 обр. (A)} + +b×DН°_{298 обр. (B)}).

Подставляя численные значения энтальпий образования продуктов реакции D и Е и исходных веществ А и В, найденные в справочнике, определяем тепловой эффект этой реакции DН°_{298 реакции} (при стандартных условиях).

Тепловой эффект реакции можно определить и по энтальпиям сгорания веществ, а именно:

Дата добавления: 2014-01-07