Lecimy z prawem Hessa w praktyce. Cała sztuka to potraktować dane reakcje jak klocki: odwracamy je (zmienia się znak entalpii), mnożymy przez współczynniki i składamy tak, żeby zostało dokładnie to równanie, którego szukamy. Trzy prawdziwe zadania, od dwóch klocków do czterech, każde z filmem. Lecimy.
Reakcje to klocki, entalpie to ich ceny
Entalpia jest funkcją stanu, więc nie interesuje nas droga, tylko start i meta. Praktycznie sprowadza się to do trzech ruchów: odwrócenie reakcji zmienia znak ΔH, pomnożenie reakcji przez n mnoży ΔH przez n, a na końcu dodajemy reakcje stronami. Współczynniki dobieramy tak, żeby po skróceniu został sam szukany zapis. Zobaczmy to na trzech przykładach.
Redukcja tlenku żelaza(III) tlenkiem węgla(II) przebiega zgodnie z równaniem Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2, a jej entalpia wynosi ΔH = −26,7 kJ/mol. Wiedząc, że entalpia spalania CO wynosi −283 kJ/mol, oblicz entalpię tworzenia Fe2O3.
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Wypisujemy klocki i cel:
(2) Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 ΔH2 = −26,7 kJ/mol
szukane: 2Fe + 1½O2 → Fe2O3 ΔHtw = ?
Żelazo ma być po lewej, a Fe2O3 po prawej, więc reakcję (2) odwracamy (znak się zmienia na +26,7). Zostają nam wtedy 3CO po lewej i 3CO2 po prawej, których nie chcemy, więc kasujemy je, dokładając 3 razy reakcję (1). Sumujemy entalpie:
Oblicz entalpię reakcji ClF + F2 → ClF3 na podstawie danych:
(2) 2ClF3 + 2O2 → Cl2O + 3OF2 ΔH2 = 341,4 kJ
(3) O2 + 2F2 → 2OF2 ΔH3 = −43,4 kJ
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Chcemy 1 ClF po lewej (jest 2 w reakcji 1, więc bierzemy połowę reakcji 1) oraz 1 ClF3 po prawej (jest po lewej w 2, więc bierzemy minus połowę reakcji 2). Fluor F2 domykamy połową reakcji 3. Pośrednie Cl2O, OF2 i O2 skracają się. Sumujemy entalpie:
Oblicz entalpię reakcji 2NH3 + ½O2 → N2H4 + H2O na podstawie danych:
(2) N2O + 3H2 → N2H4 + H2O ΔH2 = −317 kJ
(3) N2H4 + O2 → N2 + 2H2O ΔH3 = −623 kJ
(4) H2 + ½O2 → H2O ΔH4 = −286 kJ
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Zaczynamy od NH3: wchodzi tylko w reakcję (1), więc bierzemy ją bez zmian. To wprowadza N2O, H2 i N2, których nie chcemy, więc dokładamy pozostałe reakcje z takimi krotnościami, żeby wszystkie produkty pośrednie się skróciły. Wychodzi kombinacja:
Prawo Hessa w akcji
Na szczyt wejdziesz dowolną drogą, liczy się różnica wysokości. Z entalpią tak samo.
W kursie masz cały warsztat składania reakcji „na stos”: entalpie tworzenia i spalania, odwracanie i mnożenie równań, zadania olimpijskie robione po ludzku. Teoria po ludzku, filmy i zestaw zadań z pełnymi rozwiązaniami. Krok po kroku, aż po maturę.
To wycinek z lekcji o obliczaniu entalpii z prawa Hessa. W kursie jest ich znacznie więcej: entalpie tworzenia i spalania, energie wiązań, wykresy energetyczne i pełen zestaw zadań maturalnych z termochemii.
Rozkładam maturę z chemii na czynniki pierwsze, krok po kroku
Cała teoria i zadania wytłumaczone po ludzku, z filmami do wielu z nich, tak żeby chemia w końcu miała sens. Zobacz kurs maturalny, albo zacznij od darmowego kursu i sprawdź, jak tłumaczę, zanim cokolwiek wydasz.