Закон Гесса и его следствия

Большинство термохимических расчетов основано на важнейшем законе термохимии, которым является закон Гесса. Этот закон, установленный русским ученым Г.И. Гессом в 1840 г., называют также основным законом термохимии.

Закон Гесса гласит:

тепловой эффект химической реакции зависит только от начального и конечного состояний веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.

Например, тепловой эффект реакции окисления углерода (графит) в оксид углерода (IV) не зависит от того, проводится ли это окисление в одну стадию (при непосредственном сжигании углерода) до углекислого газа:

С_(тв) + О_{2 (г)} = СО_{2 (г)} , ΔH₁ реакция 1,

или реакция протекает через промежуточную стадию образования оксида углерода (II):

С_(тв) + ½О_{2 (г)} = СО _(г) , ΔH₂ реакция 2

с последующим дожиганием угарного газа в углекислый газ:

СО _(г) + ½О_{2 (г)} = СО_{2 (г)} , ΔH₃ реакция 3.

Эти превращения можно представить следующей схемой:

ΔH₁

С_(тв) СО_{2 (г)}

ΔH₂ ΔH₃

СО _(г)

При обоих способах проведения процесса система переходит из одного и того же начального состояния (графит) в одно и то же конечное состояние оксид углерода (IV). В соответствии с законом Гесса тепловой эффект реакции 1 равен сумме тепловых эффектов реакций 2 и 3:

ΔH₁ = ΔH₂ + ΔH₃.

Используя закон Гесса можно вычислить тепловой эффект промежуточной стадии реакции, если известны общий тепловой эффект реакции и тепловые эффекты других ее промежуточных стадий.

Например, непосредственное экспериментальное определение теплового эффекта реакции окисления углерода в оксид углерода (II) ΔH₂ (реакция 2) осуществить практически невозможно (при сгорании образуется смесь оксидов). Зная легко определяемые тепловые эффекты ΔH₁ (реакция 1) и ΔH₃ (реакция 3) на основании закона Гесса легко рассчитать тепловой эффект ΔH₂ промежуточной стадии (реакция 2):

ΔH₂ = ΔH₁ - ΔH₃.

Из закона Гесса следует два важных следствия.