3 практикалық сабақ Гесс заңы
жүктеу/скачать 31,47 Kb.
|
гесс заңы
|
3 практикалық сабақ Гесс заңы Барлық термохимиялық есептеулер сүйенетін, басты принцип 1840 жылы бекітілді. Бұл принцип Гесс заңы атымен белгілі болған және химиялық термодинамикалық процестерге бастапқы бірінші қосымшасы болып табылатын, ол заң былай тұжырымдалады: егер бастапқы берілген заттардан әр түрлі жолдармен белгілі бір өнімдер алатын болса, онда осы өнімдердің алу жолдарына байланыссыз барлық жолдардың жылу эффектілері бірдей болады. Г есс заңы тұрақты көлемде жүретін процестерге (онда жылу эффектісі QV = ∆U) және тұрақты қысымда жүретін процестерге (онда жылу эффектісі Qp = ∆Н) қолданылады.Изобарлық процестер үшін Гесс заңының сызбнұсқасын былай түсіндіруге болады (сурет 1) А1, А2, А3, ал В1, В2, Ві – бастапқы заттар; ∆Н1 – бірінші жолдың жылу эффектісі; ∆Н2, ∆Н3 – екінші жолдың реакцияларының жылу эффектілері; ∆Н4, ∆Н5 және ∆Н6 – үшінші жолдың жылу эффектілері. Сурет 1 – Гесс заңын түсіндіретін сызба-нұсқа Суретте 1 реакция өнімдерін алудың жолдары көрсетілген. Осы жылу эффектілерінің Гесс заңы бойынша келесі қатынаста болады: ∆Н1 = ∆Н2 + ∆Н3 = ∆Н4 + ∆Н5 + ∆Н6 (31) Гесс заңын көрнекті етіп түсіндіру үшін бастапқы заттар ретінде оттек пен көмірді (таза көміртектен тұратын болса), ал реакция өнімі ретінде көмірқышқыл газын қарастырайық. (Сурет 2) Сурет 2 -. Көмірсутектің тотығуына Гесс заңын қолдану сызба-нұсқасы Сызба-нұсқада көрсетілгендей, көмірді тікелей СО2-ге дейін тотықтыруға болады.Осы процесті алдымен көмірді көміртек (II) оксидіне дейін, соңынан тікелей СО2-ге дейі соңынан көміртек (IV) оксидіне дейін тотықтыру арқылы сатылап жүргізуге де болады. Екі жағдайда да жүйенің бастапқы күйі (С, О2) мен соңғы күйі (СО2)бірдей. Алғашқы процестің жылу эффектісі мынаған тең: С + О2 = СО2 + 409,2 кДж (1) Ал екінші процесс үшін: С + 1/2О2 = СО2 + 124,3 кДж (2) СО + 1/2О2 = СО2 + 284,9 кДж (3) Жалпы қосындысы: 409,2 кДж Бұдан бірінші процестің жылу эффектісі екінші процестің жылу эффектісіне тең екенін көре аламыз. Гесс заңы іс жүзінде көп қолданылады. Ол кейбір химиялық реакцияларды жүргізбей-ақ, олардың жылу эффектілерін есептеуге мүмкіндік береді. Гесс заңдарынан бірнеше салдар шығады. Бірінші салдар. Кейбір химиялық қосылыстың айрылуының жылу эффектісі оның түзілу жылу эффектісіне тең, тек таңбасы қарама-қарсы. (Мұны Лавуазье-Лаплас (1780-1784) заңы деп атайды.). Мысалы, кальций оксидінің металдық кальций және оттектен түзілу жылуы мынаған тең: Са + 1/2О2 = СаО + 636,4 кДж (4) 1 моль кальций оксидін кальций мен оттекке ыдырату үшін 636,4 кДж жұмсау керек: СаО = Са + 1/2 О2 – 636,4 кДж (5) Сонымен кальций оксидінің түзілуі жылу эффектісімен айырылу жылу эффектісінің алгебралық қосындысы нөлге тең екенін білдік. Кейбір заттың түзілу жылу эффектісін – Q1, ал айрылу жылу эффектісін Q2 деп белгілесек, онда Q1 + Q2 = 0 болады. Екінші салдар. Егер әр түрлі бастапқы күйлерден бірдей соңғы күйге келетін екі реакция жүретін болса, онда олардың жылу эффектілерінің айырмасы бастапқы күйлердің бір-біріне ауысқандағы жылу эффектісіне тең. Мысалы, өте таза көмір, графит және алмаз көміртек (IV) оксидіне дейін жанғанда 1 моль көміртек үшін мынадай жылу эффектілері пайда болады: Скөмір + О2 = СО2 + 409,2 кДж (6) Сграфит + О2 = СО2 + 393,5 кДж (7) Салмаз + О2 = СО2 + 395,4 кДж (8) Көміртектің аллотроптық бір күйден екінші күйге ауысқандағы жылу эффектісінің тәжірибе арқылы өлшей алмайтындықтан, Гесс заңының екінші салдарын пайдалана отырып, оны есептеуге болады. Мысалы, көмірден графитке ауысқанда 409,2 –393,5 = 15,7 кДж, алмаздан графитке ауысқанда 395,4 – 393,5 = 1,9 кДж, ал керісінше графиттен алмазға ауысқанда 393,5 – 395,4 = –1,9 кДж. Үшінші салдар. Бірдей бастапқы күй-жағдайда әр түрлі соңғы күйлерге келетін екі реакция жүретін болса, онда олардың жылу эффектілерінің айырмасы соңғы күй-жағдайлардың бір-біріне ауысқандағы жылу эффектісіне тең. Мысал ретінде көміртек пен көміртек (II) оксидінің көміртек (IV) оксидіне дейін жануын қарастыруға болады. Тәжірибе арқылы олардың жылу эффектілері былай анықталады: С + О2 = СО2 + 409,2 кД (9) СО + 1/2О2 = СО2 = СО2 + 284,9 кДж (10) Ал С + 1/2О2 = СО + Q реакцияның жылу эффектісі тәжірибе арқылы анықталмайды, өйткені реакция нәтижесінде көміртек II оксидімен қатар көміртек IV оксиді де түзіледі. Алайда Гесс заңының үшінші салдарын пайдалана отырып, СО-ның түзілу жылуын анықтай аламыз.Ол үшін а) теңдеуінен б) теңдеуін алып тастасақ, мынаны аламыз. С + 1/2О2 = СО + 124,3 кДж (11) Гесс заңының басты тәжірибелік мәні бар. Гесс заңының көмегімен жылу эффектілерін нақты өлшеу мүмкін емес немесе қиындық туғызатын процестердің жылу эффектілерінің шамасын есептеуге болады. жүктеу/скачать 31,47 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|