ヘスの法則
ヘスの法律では、反応のエンタルピー変化は採用された経路とは無関係であると述べています。つまり、それは初期および最終状態にのみ依存します。この原理により、生成物と反応物の形成のエンタルピーを使用して、反応のエンタルピーを計算することができます。
方程式
形成のエンタルピーを使用して反応のエンタルピーを計算するための方程式は次のとおりです。
Δh rxn =σδh f °(製品)-σΔH f °(反応物)
どこ:
*ΔH rxn 反応のエンタルピー変化です
*σδh f °(製品)は、製品の形成の標準エンタルピーの合計です
*σδh f °(反応物)は、反応物の形成の標準エンタルピーの合計です
説明
形成のエンタルピー(ΔH f 物質の°)は、標準条件(通常は298 kおよび1 ATM)の下で標準状態の要素から1モルの物質が形成される場合のエンタルピー変化です。
方程式は、反応のエンタルピー変化は、生成物の総エンタルピーと反応物の総エンタルピーの違いに等しいと本質的に述べています。形成のエンタルピーは、すべての生成物と反応物の形成のエンタルピーを要約することにより、その要素から1モルの物質を形成するためのエンタルピー変化を表しているため、反応のために完全なエンタルピー変化を得ることができます。
例
メタンの燃焼を考えてみましょう(Ch 4 ):
ch 4 (g) + 2o 2 (g)→Co 2 (g) + 2H 2 o(l)
この反応のエンタルピーを計算するには、各化合物の標準的な形成エンタルピーが必要です。
*Δh f °(ch 4 )=-74.8 kj/mol
*Δh f °(o 2 )=0 kj/mol(標準状態の要素)
*Δh f °(co 2 )=-393.5 kj/mol
*Δh f °(h 2 o)=-285.8 kj/mol
上記の方程式の使用:
ΔH rxn =[(-393.5 kJ/mol) + 2(-285.8 kJ/mol)] - [(-74.8 kJ/mol) + 2(0 kJ/mol)]]
ΔH rxn =-890.3 kj/mol
したがって、メタンの燃焼のエンタルピーは-890.3 kJ/molであり、反応中に890.3 kJの熱が放出されることを意味します。
キーポイント
*標準状態の元素の形成のエンタルピーは常にゼロです。
*この方法を使用して計算された反応のエンタルピーは、標準条件下で発生する反応のためです。
*反応のエンタルピーは、形成値のエンタルピーに応じて、陽性(吸熱反応)または陰性(発熱反応)である可能性があります。