Κατανόηση του νόμου περί σταθερής θερμότητας του Έσση

Για να κατανοήσετε τον νόμο του Έσση, πρέπει να γνωρίζετε την εφαρμογή του ίδιου του νόμου, όπου κατά την εφαρμογή μπορείτε να συνδυάσετε διάφορες αντιδράσεις με γνωστές ενθαλπίες για να πάρετε την ενθαλπία της αντίδρασης που αναζητάτε. Μια άλλη εφαρμογή είναι ότι η αντίστροφη αντίδραση οδηγεί σε αλλαγή του σημείου ενθαλπίας, πράγμα που σημαίνει ότι εάν μια αντίδραση είναι εξώθερμη τότε η αντίθετη αντίδραση είναι ενδοθερμική με αντίθετα σημεία ενθαλπίας.

Και η επόμενη εφαρμογή είναι ότι εάν μια αντίδραση πολλαπλασιάζεται με έναν αριθμό, τότε η ενθαλπία της αντίδρασης πρέπει επίσης να πολλαπλασιαστεί με τον ίδιο αριθμό. Τι είναι λοιπόν ο νόμος του Έσση;

Ο νόμος του Έσς αναφέρει "Η ποσότητα θερμότητας που εμπλέκεται σε μια χημική αντίδραση, επηρεάζεται μόνο από την τελική κατάσταση και η αρχή δεν εξαρτάται από την πορεία της αντίδρασης". Ο Γερμανός επιστήμονας Henry Hess δήλωσε ότι σε ένα σύστημα η αλλαγή της ενθαλπίας δεν εξαρτάται από την πορεία της αντίδρασης, επειδή μια αντίδραση μπορεί να λάβει χώρα σε δύο ή περισσότερα στάδια.

Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, εάν μια αντίδραση λαμβάνει χώρα σε διάφορα στάδια, τότε η τυπική ενθαλπία αντίδρασης είναι η τυπική ενθαλπία για τις ενδιάμεσες αντιδράσεις στις οποίες ολόκληρη η αντίδραση μπορεί να διαιρεθεί στην ίδια θερμοκρασία.

(Διαβάστε επίσης: Τύποι αλλαγής ενθαλπίου (Ενθαλπία αντίδρασης))

Γνωρίζοντας το ΔHf (αλλαγή της ενθαλπίας σχηματισμού) των αντιδρώντων και των προϊόντων τους, μπορούμε να προβλέψουμε την αλλαγή στην ενθαλπία οποιασδήποτε αντίδρασης με τον τύπο: ΔH = ΔHfP - ΔHfR. Η αλλαγή της ενθαλπίας μιας αντίδρασης μπορεί επίσης να προβλεφθεί από την αλλαγή στην ενθαλπία της καύσης αντιδραστηρίων και προϊόντων με τον τύπο ΔH = ΔHcP + ΔHcR.

Γενικό παράδειγμα:

Παράδειγμα πίνακα που χρησιμοποιήθηκε για την εφαρμογή του νόμου του Έσση

Ουσία ΔHf0 / KJ.mol-

CH 4 (g) -75

O 2 (g) 0

CO 2 (g) -394

H 2 O (Ι) -286

Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα ενθαλπίας του σχηματισμού παραπάνω, μπορεί να φανεί η αλλαγή της ενθαλπίας για τις παρακάτω αντιδράσεις:

CH 4 (g) + 2O 2 (g) - CO 2 (g) + 2H 2 O (I)

ΔHc0 + -75 + 0 = -394 + 2x -286

ΔHc0 -75 = -966

ΔHc0 = -891KJ.mol-

Με τη χρήση του νόμου του Έσση, μπορεί να υπολογιστεί η τιμή ενθαλπίας μιας αντίδρασης, με βάση πολλές γνωστές τιμές ενθαλπίας από άλλες αντιδράσεις. Υπάρχουν δύο τρόποι έκφρασης του νόμου του Έσση, δηλαδή διαγράμματα κύκλου και διαγράμματα ενεργειακού επιπέδου.