Νόμος (ή αρχή) Lavoisier - Laplace

• Το ποσό της θερμότητας που εκλύεται ή απορροφάται κατά την σύνθεση 1 mol μιας χημικής ένωσης από τα συστατικά της στοιχεία είναι ΙΣΟ με το ποσό θερμότητας που απορροφάται ή εκλύεται κατά την διάσπαση 1 mol της ίδιας χημικής ένωσης στα συστατικά της στοιχεία.

• Για παράδειγμα:C + O2 CO2 ,∆Η1 =-393,5ΚJ CO2 C +O2 ,∆Η2 =+393,5ΚJ

• Lavoisier - Laplace Η αρχή είναι συνέπεια .της αρχής διατήρησης της ενέργειας

• Συνέπεια της αρχής Lavoisier-Laplace : Όταν η ενθαλπία μίας αντίδρασης είναι

∆ , Η η τιμή της ενθαλπίας της αντίθετης –∆ .αντίδρασης είναι Η

ΔHδεξιά = -ΔHαριστερά

Αντιστροφή οποιασδήποτε θερμοχημικής :εξίσωσης

H2O(s) H2O(l) ΔHτήξης = + 6.01 kJ

H2O(l) H2O(s) ΔHπήξης = - 6.01 kJ

Νόμος (ή αρχή) Lavoisier - Laplace

Το ποσό θερμότητας που εκλύεται ή απορροφάται σε μια χημική αντίδραση είναι ανάλογο της ποσότητας είτε του προϊόντος που παράγεται είτε του αντιδρώντος που καταναλώνεται πλήρως. Να υπολογιστεί το ποσό θερμότητας που

εκλύεται κατά την καύση 248g λευκού (φωσφόρου P4).

:ΔίνεταιΛύση :

P4 (s) + 5O2 (g) → P4O10 (s) ΔH = -3013 kJ/mol

x = 3013kJ·2/1 x= 6026 kJ

Όταν καίγεται 1mol Ρ4 εκλύονται 3013 kJ

Όταν καίγονται 2mol Ρ4 εκλύονται x kJ

n=m

Mr 124 g/mol248g= = 2 mol P4

Νόμος του Hess• Το ποσό της θερμότητας που εκλύεται ή

απορροφάται σε μια χημική αντίδραση είναι ΙΔΙΟ , είτε η αντίδραση πραγματοποιείται σε ένα είτε σε περισσότερα στάδια.

• Για παράδειγμα η αντίδραση:C + O2 CO2 ,∆Η =-393,5ΚJ

Μπορεί να πραγματοποιηθεί σε δύο στάδια: C + ½O2 CO ,∆Η1 =-110,5 ΚJ

CO + ½Ο2 CO2 ,∆Η2 =-283,0 ΚJ κατά μέλη :C + O2 CO2 ,∆ΗΌπου: ΔΗ=ΔΗ1+ΔΗ2=-110,5-283=-393,5KJ

Νόμος του Hess• Η γενίκευση του νόμου του Hess αποτελεί το

αξίωμα της αρχικής και τελικής κατάστασης:

Το ποσό θερμότητας που εκλύεται ή απορροφάται κατά την μετάβαση ενός χημικού συστήματος από μια καθορισμένη αρχική σε μια καθορισμένη τελική κατάσταση είναι ανεξάρτητο από τα ενδιάμεσα στάδια (δρόμο), με τα οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί η μεταβολή

Νόμος του HessΘερμοχημικοί κύκλοι:

• Είναι ενεργειακές διαγραμματικές απεικονίσεις του νόμου του Hess.

• Με τη βοήθειά τους υπολογίζουμε τη ΔΗ σε αντιδράσεις όπου ο άμεσος προσδιορισμός της είναι δύσκολος ή αδύνατος, γιατί είναι πολύ αργές ή δεν πραγματοποιούνται σε συνήθεις συνθήκες.

• Για παράδειγμα, έστω η αντίδραση: Α∆, ∆Η

η οποία πραγματοποιείται σε τρία επιμέρους στάδια:1ο στάδιο:Α Β, ∆Η1 2ο στάδιο: Β Γ, ∆Η2. 3ο στάδιο: Γ ∆, ∆Η3. Θα ισχύει: ∆Η = ∆Η1 + ∆Η2 + ∆Η3.

•Ο θερμοχημικός κύκλος είναι:

ΕφαρμογήΝα βρεθεί η ενθαλπία σχηματισμού του CH4. Δίνονται:α. η θερμότητα σχηματισμού του CO2(g) ΔΗf = -394

kJ/molβ. η θερμότητα σχηματισμού του H2O(g) ΔΗf = -236

kJ/molγ. η θερμότητα καύσης του CΗ4(g) ΔΗc = -880 kJ/mol

(14 kJ/mol)

Από τα παρακάτω δεδομένα :

1η Εφαρμογή του νόμου του Ηess

kJ -297H o)(2)(2)( ggs SOOS

kJ 198H 22 o2)(2)(3 (g)gg OSOSO

Υπολογίστε την μεταβολή της ενθαλπίας για την αντίδραση:

?H 232 o)(3)(2)( ggs SOOS

Λύση:• Προσπαθούμε να σχηματίσουμε την ζητούμενη εξίσωση

από αυτές που μας δίνονται.• Πολλαπλασιάζω την 1η επί 2:

• Αντιστρέφω τη 2η :

• Προσθέτω κατά μέλη :

(2)kJ) -297(H 222 o)(2)(2)( ggs SOOS

kJ 198H 22 o)(3)(2)(2 ggg SOOSO

kJ -792H 232 o)(3)(2)( ggs SOOS

1η Εφαρμογή του νόμου του Ηess

Να υπολογισθεί η μεταβολή της ενθαλπίας της

παρακάτω αντίδρασης:C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g)H=?

Δίνονται

1η: 3C(s) + 4 H2(g) C3H8(g) H1 = -103.85kJ/mol

2η: C(s) + O2(g) CO2(g) H2 = -393.51kJ/mol

3η: H2(g) + ½ O2(g) H2O(g) H3 = -241.83kJ/mol

2η Εφαρμογή του νόμου του Ηess

C3H8(g) 3 C(s) + 4 H2(g) H1΄= +103.85kJ

C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(g) H = ?

• Αντιστρέφω την 1η :

3C(s) +3 O2(g) 3CO2(g) H2΄= 3·(-393.51)kJ

4H2(g) + 2 O2(g) 4 H2O(g) H3΄= 4·(-241.83)kJ

C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(g) H = -2044.00kJ/mol

• Πολλαπλασιάζω την 2η επί 3 :

• Πολλαπλασιάζω την 3η επί 4 :

• Προσθέτω κατά μέλη :

Λύση :

Υπολογίστε την πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού του CS2(l) Δίνονται:

C(γραφίτης) + O2 (g) CO2 (g) H1= -393.5 kJ

S(ρομβικό) + O2 (g) SO2 (g) H2 = -296.1 kJ

CS2(l) + 3O2 (g) CO2 (g) + 2SO2 (g) H3 = -1072 kJ

1. Γράφουμε την αντίδραση σχηματισμού του CS2

C(γραφίτης) + 2S(ρομβικό) CS2 (l)

2. Προσπαθούμε να την σχηματίσουμε από τα δεδομένα.

C(γραφίτης) + O2 (g) CO2 (g) H1 = -393.5 kJ2S(ρομβικό) + 2O2 (g) 2SO2 (g) H0 = -296.1x2 kJ

CO2(g) + 2SO2 (g) CS2 (l) + 3O2 (g) H0 = +1072 kJ+

C(γραφίτης) + 2S(ρομβικό) CS2 (l)

H0 = -393.5 + (2x-296.1) + 1072 = 86.3 kJ