Первое следствие из закона Гесса

Это следствие связано с теплотами образования соединений. Теплотой (энтальпией) образования соединения называется количество теплоты, выделяемой или поглощаемой при образовании 1 моля этого соединения из простых веществ, находящихся в наиболее устойчивом состоянии при данных условиях. (Простые вещества состоят из атомов одного вида, например, N ₂, Н₂, О₂, С, S, Fe и др.) При этом реакция может оказаться гипотетической, т.е. не протекать реально. Например, теплота образования карбоната кальция равна тепловому эффекту реакции образования одного моля кристаллического карбоната кальция из металлического кальция, углерода в виде графита и газообразного кислорода:

Са (кр) + С (графит) + 3/2 О₂ (г) = СаСО₃ (кр)

Теплоты (энтальпии) образования устойчивых простых веществ (N ₂, Н₂, О₂, Fe и др.) равны нулю.

Обозначим теплоту образования вещества DН_{обр .}

В соответствии с первым следствием из закона Гесса, по теплотам (энтальпиям) образования можно рассчитать тепловой эффект любой реакции: тепловой эффект реакции равен разности между теплотами (энтальпиями) образования продуктов реакции и исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов.

(4)

Здесь подстрочные значки j и i относятся соответственно к продуктам и исходным веществам; n - стехиометрические коэффициенты.

Cхема на Рис.4. иллюстрирует доказательство этого следствия. Уравнение (4) следует из правила сложения векторов.

Рис.4. Доказательство первого следствия из закона Гесса.

Обычно теплоты образования относят к стандартным условиям - 25⁰С (298К) и 1 атм. (1.013 10⁵ Па) и называют стандартной теплотой (энтальпией) образования соединения и обозначают DН⁰_обр. Величины DН⁰_обр наиболее распространенных соединений приведены в термодинамических справочных таблицах. С их помощью рассчитываются стандартные тепловые эффекты химических реакций DН⁰

(5)

Пример: Найти стандартный тепловой эффект DН⁰ реакции получения кристаллического Аl₂(SО₄)₃ при 298К из кристаллического Аl₂О₃ и газообразного SО₃:

Аl₂О₃ (кр)+ 3 SО₃ (газ)= Аl₂(SО₄)₃ (кр) DН⁰ -?

Стандартные энтальпии образования веществ, участвующих в данной реакции, при 298 К составляют

DН⁰_обр (Аl₂О₃) = −1674,0 кДж/моль,

DН⁰_обр (SО₃)= −395,4 кДж/моль,

DН⁰_обр (Аl₂(SО₄)₃) = −3439,3 кДж/моль,

Тогда по уравнению (5) находим

DН⁰ = DН⁰_обр (Аl₂(SО₄)₃) − DН⁰_обр (Аl₂О₃) − 3DН⁰_обр (SО₃) = − 579 кДж/моль