La ley de Hess es un principio fundamental en termoquímica que establece: El cambio de entalpía de una reacción es independiente de la vía tomada , lo que significa que es lo mismo si la reacción ocurre en un paso o múltiples pasos. Esta ley nos permite calcular el cambio de entalpía de una reacción que no se puede medir directamente utilizando los cambios de entalpía de las reacciones conocidas.
Así es como se usa la ley de Hess:
1. Identifique la reacción objetivo: Determine la ecuación química equilibrada para la reacción cuyo cambio de entalpía desea calcular.
2. Encuentre reacciones conocidas: Encuentre reacciones con cambios de entalpía conocidos (generalmente dados en tablas o hojas de datos) que involucran los reactivos y productos de la reacción objetivo.
3. Manipule las reacciones conocidas: Es posible que necesite:
* reverso una reacción conocida para que coincida con la dirección de la reacción objetivo. Recuerde, revertir una reacción cambia el signo de su cambio de entalpía.
* multiplicar Una reacción conocida por un factor para que coincida con los coeficientes estequiométricos de la reacción objetivo. Recuerde, multiplicar una reacción por un factor también multiplica su cambio de entalpía por ese factor.
4. Combine las reacciones manipuladas: Agregue las reacciones manipuladas juntas. El cambio de entalpía de la reacción combinada será la suma de los cambios de entalpía de las reacciones individuales.
5. Asegurar la cancelación: Asegúrese de que todas las especies que aparecen en ambos lados de las reacciones combinadas se cancelen, dejando solo los reactivos y productos de la reacción objetivo.
6. Calcule el cambio de entalpía: El cambio de entalpía de la reacción objetivo es la suma de los cambios de entalpía de las reacciones manipuladas.
Ejemplo:
Calculemos el cambio de entalpía de la siguiente reacción:
`` `` ``
CO (G) + 1/2 O2 (G) -> CO2 (G)
`` `` ``
Conocemos las siguientes reacciones y sus cambios de entalpía:
`` `` ``
C (s) + o2 (g) -> CO2 (g) ΔH =-393.5 kJ/mol
C (s) + 1/2 o2 (g) -> co (g) ΔH =-110.5 kJ/mol
`` `` ``
Para obtener la reacción objetivo, podemos:
* Revertir la segunda reacción:
`` `` ``
CO (G) -> C (S) + 1/2 O2 (G) ΔH =+110.5 kJ/mol
`` `` ``
* Agregue la segunda reacción invertida a la primera reacción:
`` `` ``
C (s) + o2 (g) -> CO2 (g) ΔH =-393.5 kJ/mol
CO (G) -> C (S) + 1/2 O2 (G) ΔH =+110.5 kJ/mol
---------------------------
CO (g) + 1/2 O2 (g) -> CO2 (g) ΔH =-283 kJ/mol
`` `` ``
Por lo tanto, el cambio de entalpía de la reacción objetivo es -283 kJ/mol .
Puntos clave:
* La ley de Hess es una herramienta poderosa para calcular los cambios de entalpía de reacciones que son difíciles o imposibles de medir directamente.
* Se basa en el principio de que los cambios de entalpía son funciones de estado, lo que significa que dependen solo de los estados iniciales y finales del sistema, no de la vía tomada.
* Manipule cuidadosamente las reacciones conocidas para que coincidan con la reacción objetivo y preste atención a los signos y coeficientes de los cambios de entalpía.
Al usar la ley de Hess, puede predecir los cambios de entalpía para una amplia gama de reacciones utilizando datos termoquímicos conocidos.
