Prawo Hessa czyli i tak wejdziesz na Giewont

1. Entalpia to funkcja stanu – czyli jak nagłówek może zniechęcić do czytania

To oczywiście taki żarcik, ale trzeba przyznać, że tak wyglądający nagłówek nie byłby zachęcający. Jednak nie można odmówić jego prawdziwości – faktycznie entalpia jest funkcją stanu.

Jeśli coś jest funkcją stanu, to oznacza że jego wartość zależy od tego co tu i teraz. Użyjemy tu najprzyjemniejszego porównania, z którym każdy się utożsamia najlepiej, czyli pieniędzy.

Załóżmy, że masz w skarbonce 10 zł. Czy skarbonkę, Ciebie czy też Twoją dziewczynę, która nie dostała dziś kwiatów interesuje jak te pieniądze się tam znalazły[1]? Czy to ma znaczenie, że wygrałeś w loterii 1000 zł, ale 990 zł przewaliłeś na nielegalnym pokerze z kolegami? Albo, że miałeś nawet 0 zł na początku i zarobiłeś na sprzedaży lemoniady przy autostradzie 10 zł?

Nie! Nie ma to znaczenia JAK te pieniądze się tam znalazły, liczy się po prostu to, że jest tam teraz dziesięć złotych. I nie ma znaczenia, czy teraz mama czy tata da Ci 20 zł, w skarbonce będzie teraz 30 zł. Czyli inaczej jeszcze mówiąc – liczy się tylko to co było na początku (10 zł) i to co jest na końcu (30 zł). Zauważ też, że możemy bez problemu obliczyć zmianę pieniędzy, równą 30 − 10 = 20 zł.

I właśnie poznaliśmy coś, co pozwali nam zrozumieć prawo Hessa. Swoją drogą, ciśnienie, temperatura, objętość czy gęstość również są funkcjami stanu. Wyobraź sobie, że gotujesz wodę w czajniku albo w garnku – czy ma to znaczenie jak to zrobimy, ile to będzie trwało czasu? Nie, liczy się tylko to, że doprowadziliśmy wodę do 100 stopni Celsjusza.

2. Prawo Hessa, czyli idziemy na wycieczkę w góry

Prawo Hessa jest tak naprawdę wnioskiem, który płynie z tego, że entalpia jest funkcją stanu. Aby jeszcze lepiej to zrozumieć, wyobraźmy sobie, że wspinamy się na Giewont (1800 m. n.p.m) startując z Zakopanego (800 m. n.p.m). Załóżmy, że na szczyt można wejść szlakiem niebieskim lub czarnym.

Niebieski jest długi, ale za to łatwy, natomiast czarny jest bardzo trudny, stromy, ale jest za to krótsza droga do pokonania. Jeśli coś jest funkcją stanu, to nie ma to znaczenia, jaką drogę pokonaliśmy, aby dokonać jakiejś zmiany. Po prostu liczy się to, że byliśmy w Zakopanem (800 m), a weszliśmy na Giewont (1800 m), a więc pokonaliśmy 1000 metrów wysokości i sumaryczny efekt jest ten sam.

Funkcja stanu i porównanie do wycieczki w góry. Pięknie to narysowałem co? Widzisz już, dlaczego nie jestem chirurgiem z tą drżącą reką.

I takie samo przełożenie jest właśnie w reakcji chemicznej. Zauważ, że naszym stanem początkowym są substraty (Zakopane), a stanem końcowym są produkty (Giewont). I nie ma to znaczenia, co się działo po drodze[2] , entalpia reakcji jest sumą poszczególnych reakcji składowych (czyli właśnie nasze entalpie tworzenia i spalania, które spotkamy na maturze), na jakie możemy reakcję podzielić.

Zgodnie z prawem Hessa, entalpia danej reakcji jest sumą entalpii reakcji składowych, na jakie możemy podzielić tą reakcję.

Troszkę formalnie wyszło, ale mam nadzieję, że porównania załatwiły sprawę.

3. Prawo Hessa jest niezbędne do robienia zadań

Jak dowiemy się w następnym poście, właściwie wszystkie zadania, w których będziemy cokolwiek liczyć z entalpią, będą polegały na stosowaniu prawa Hessa, po prostu niekoniecznie możecie być tego świadomi, bo przecież w szkole chodzi tylko o to, aby zadania potrafić rozwiązać, a niekoniecznie rozumieć.


[1] Obstawiam, że interesuje ją, czemu nie dostała kwiatów. Oby to nie były jej urodziny lub Walentynki, bo masz przerąbane!

[2] Wbrew temu co może Ci się wydawać, to nie jest tak, że wrzucamy substraty do probówki, pstrykamy palcem i cyk – przereagowało. Po drodze mogą się tworzyć różne tak zwane produkty przejściowe i generalnie wiele, skomplikowanych rzeczy, które są przedmiotem badań (tak zwane mechanizmy reakcji). Na szęście nas to nie obchodzi, bo zgodnie z prawem Hessa, liczy się tylko to, co było na początku i na końcu. Zauważ też, że dlatego właśnie liczymy zmianę (deltę ; Δ) entalpii, a nie entalpię reakcji!

2 thoughts on “Prawo Hessa czyli i tak wejdziesz na Giewont

  1. Dlaczego wyobrażonym odbiorcą Twoich wykładów jest mężczyzna, czyżby kobieta nie mogła w Twoim mniemaniu chcieć zrozumieć ( tak, pije do przykładu z funkcji stanu)

    1. Witam serdecznie. To jest generalnie ogólny problem książek, które muszą się zwracać do czytelnika zupełnie nijako, co przekłada się na kompletną beznadzieję i suche teksty, które nikogo nie interesują, a co też doskonale z perspektywy ucznia znamy, bo te książki nam się potem kurzą na półkach.
      Ja na szczęście nie jestem niczym ograniczony, przez co mogę (starać się) pisać w taki sposób, aby czytelnik zrozumiał chemię, i o to mi tylko chodzi.
      Pisanie co chwilę jednocześnie dwóch form, np. wróciłeś/wróciłaś byłoby bardzo nienaturalne i zaburzyłoby ,,flow” naszego czytania, co chwilę kłując w oczy i wytrącając nas z rytmu.
      Kiedy piszę analogię z życia, to jest naturalne, że odwołuję się do swoich doświadczeń, które mogę mieć z perspektywy mężczyzny. Liczę jednak na to, że czytelniczka jest w stanie przełożyć taką analogię na swoją, konkretną sytuację.
      Jeśli miałbym tworzyć trzy wersje analogii (męską, żeńską i może neutralną) dla tej samej rzeczy, to treści na stronie, które już na ten moment liczą sobie 750 stron A4, szybko urosłyby do 1000.

Leave a Reply

%d bloggers like this: