ກົດຂອງເຮສ: ຫາ ΔH ດ້ວຍການບວກປະຕິກິລິຍາ

ເປັນຫຍັງຟັງຊັນສະຖານະຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ກົດຂອງເຮສໃຊ້ໄດ້

ເອນທາລປີເປັນຟັງຊັນສະຖານະ: ຄ່າຂອງມັນຂຶ້ນກັບສະຖານະປັດຈຸບັນຂອງລະບົບເທົ່ານັ້ນ, ບໍ່ແມ່ນວ່າລະບົບມາຮອດນັ້ນດ້ວຍວິທີໃດ. ການປ່ຽນແປງ ΔH ລະຫວ່າງສະຖານະເລີ່ມຕົ້ນກັບສະຖານະສຸດທ້າຍຈຶ່ງເທົ່າກັນທຸກເສັ້ນທາງລະຫວ່າງສອງສະຖານະ. ລະດັບຄວາມສູງກໍເປັນແບບດຽວກັນ. ບໍ່ວ່າທ່ານຈະປີນເນີນຜ່ານທາງຊັນ ຫຼື ທາງວົນຍາວ, ການປ່ຽນແປງຄວາມສູງຂອງທ່ານກໍເທົ່າກັນ.

ກົດຂອງເຮສຕາມມາໂດຍກົງ. ຖ້າປະຕິກິລິຍາຂຽນເປັນຜົນບວກຂອງສອງຂັ້ນຕອນຂຶ້ນໄປ, ΔH ຂອງມັນແມ່ນຜົນບວກຂອງຄ່າ ΔH ຂອງແຕ່ລະຂັ້ນຕອນ. ຂັ້ນຕອນບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງເກີດຂຶ້ນຈິງ; ພຽງແຕ່ຕ້ອງເປັນສົມຜົນເຄມີທີ່ຖືກຕ້ອງທີ່ຮູ້ເອນທາລປີ. ອິດສະຫຼະພາບນັ້ນຄືສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ກົດມີປະໂຫຍດສຳລັບປະຕິກິລິຍາທີ່ທ່ານບໍ່ສາມາດດຳເນີນໃນແຄລໍຣີມິເຕີຢ່າງສະອາດ.

ສາມກົດເກນໃນການຈັດການສົມຜົນເທີໂມເຄມີ

ແຕ່ລະກົດເກນຕາມມາຈາກຄວາມຈິງທີ່ວ່າ ΔH ເປັນຟັງຊັນສະຖານະທີ່ຂຶ້ນກັບປະລິມານ. ການກັບຂະບວນການຄືນລະບົບໄປສະຖານະເລີ່ມຕົ້ນ, ສະນັ້ນການປ່ຽນແປງເອນທາລປີຕ້ອງເທົ່າກັນແຕ່ກົງກັນຂ້າມ. ການເພີ່ມປະລິມານປະຕິກິລິຍາສອງເທົ່າເຮັດໃຫ້ພະລັງງານທີ່ກ່ຽວຂ້ອງເພີ່ມສອງເທົ່າ.

ກ່ອນລວມສິ່ງໃດ, ໃຫ້ຂຽນສົມຜົນເປົ້າໝາຍໄວ້ເທິງສຸດຂອງການເຮັດວຽກຂອງທ່ານ. ແລ້ວຊອກຫາ, ໃນສົມຜົນທີ່ກຳນົດໃຫ້, ແຕ່ລະສານທີ່ປາກົດພຽງຄັ້ງດຽວ. ຕຳແໜ່ງ ແລະ ສຳປະສິດຂອງມັນບອກທ່ານວ່າສົມຜົນນັ້ນຕ້ອງຖືກກັບຫຼືບໍ່ ແລະ ຕ້ອງຄູນດ້ວຍປັດໄຈເທົ່າໃດ.

• ກັບສົມຜົນແລ້ວທ່ານປ່ຽນເຄື່ອງໝາຍຂອງ ΔH ຂອງມັນ.
• ຄູນສົມຜົນດ້ວຍປັດໄຈແລ້ວທ່ານຄູນ ΔH ຂອງມັນດ້ວຍປັດໄຈດຽວກັນ. ເສດສ່ວນເຊັ່ນ ½ ອະນຸຍາດ.
• ບວກສົມຜົນແລ້ວທ່ານບວກຄ່າ ΔH ຂອງມັນ. ສະປີຊີສ໌ທີ່ປາກົດທັງສອງຂ້າງຂອງຜົນບວກຕັດກັນ, ແຕ່ກໍຕໍ່ເມື່ອສະຖານະທາງກາຍະພາບຂອງມັນກົງກັນເທົ່ານັ້ນ.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ: ການກັບ ແລະ ບວກສອງສົມຜົນ

ຫາ ΔH° ສຳລັບການປ່ຽນແກຣຟາຍເປັນເພັດ, C(graphite) → C(diamond). ການປ່ຽນໂດຍກົງຕ້ອງໃຊ້ຄວາມດັນສູງສຸດຂີດ ແລະ ບໍ່ສາມາດດຳເນີນໃນແຄລໍຣີມິເຕີ, ແຕ່ຄາບອນທັງສອງຮູບແບບເຜົາໄໝ້ໄດ້. ໃຊ້ (1) C(graphite) + O₂(g) → CO₂(g), ΔH° = −393.51 kJ, ແລະ (2) C(diamond) + O₂(g) → CO₂(g), ΔH° = −395.40 kJ. ຄ່າທຳອິດມາຈາກພາກຜະໜວກ G ຂອງ OpenStax Chemistry 2e; ຄ່າທີສອງຄິດໄລ່ຈາກຕາຕະລາງດຽວກັນ.

ແກຣຟາຍເປັນສານຕັ້ງຕົ້ນໃນ (1) ແລະ ໃນເປົ້າໝາຍ, ສະນັ້ນຮັກສາ (1) ໄວ້. ເພັດເປັນສານຕັ້ງຕົ້ນໃນ (2) ແຕ່ເປັນຜະລິດຕະພັນໃນເປົ້າໝາຍ, ສະນັ້ນໃຫ້ກັບ (2): CO₂(g) → C(diamond) + O₂(g), ΔH° = +395.40 kJ. ການບວກທັງສອງ, O₂ ແລະ CO₂ ປາກົດຄັ້ງດຽວທັງສອງຂ້າງ ແລະ ຕັດກັນ, ເຫຼືອເປົ້າໝາຍພໍດີ. ΔH° = −393.51 kJ + 395.40 kJ = +1.89 kJ.

ຕີຄວາມໝາຍຄຳຕອບ. ເຄື່ອງໝາຍບວກໝາຍຄວາມວ່າເພັດມີເອນທາລປີສູງກວ່າແກຣຟາຍເລັກນ້ອຍ, ສອດຄ່ອງກັບແກຣຟາຍ, ບໍ່ແມ່ນເພັດ, ເປັນຮູບແບບອ້າງອີງຂອງຄາບອນ. ຂະໜາດນ້ອຍຂອງຕົວເລກເຕືອນວ່າການລົບສອງຄ່າໃຫຍ່ທີ່ເກືອບເທົ່າກັນຂະຫຍາຍຄວາມບໍ່ແນ່ນອນຂອງມັນ.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ: ສາມສົມຜົນ ແລະ ການກວດຄືນ

ຫາ ΔH° ສຳລັບໄຮໂດຣເຈເນຊັນ C₂H₄(g) + H₂(g) → C₂H₆(g) ຈາກຂໍ້ມູນການເຜົາໄໝ້. ໃຊ້ (1) C₂H₄(g) + 3 O₂(g) → 2 CO₂(g) + 2 H₂O(l), ΔH° = −1411.1 kJ; (2) H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(l), ΔH° = −285.83 kJ; ແລະ (3) C₂H₆(g) + 7/2 O₂(g) → 2 CO₂(g) + 3 H₂O(l), ΔH° = −1560.5 kJ. ຄ່າການເຜົາໄໝ້ເຫຼົ່ານີ້ຄິດໄລ່ຈາກຂໍ້ມູນການເກີດໃນພາກຜະໜວກ G ເພື່ອໃຫ້ທ່ານທຳຄືນໄດ້.

C₂H₄ ແລະ H₂ ເປັນສານຕັ້ງຕົ້ນທັງໃນເປົ້າໝາຍ ແລະ ສົມຜົນ (1) ແລະ (2), ສະນັ້ນຮັກສາມັນຕາມທີ່ຂຽນ. C₂H₆ ເປັນຜະລິດຕະພັນໃນເປົ້າໝາຍແຕ່ເປັນສານຕັ້ງຕົ້ນໃນ (3), ສະນັ້ນກັບ (3) ແລະ ປ່ຽນເຄື່ອງໝາຍຂອງມັນເປັນ +1560.5 kJ. ຕອນນີ້ນັບຄືນ: ອົກຊິເຈນແມ່ນ 3 + ½ = 7/2 O₂ ດ້ານຊ້າຍ ແລະ 7/2 O₂ ດ້ານຂວາ; ຄາບອນໄດອອກໄຊດ໌ແມ່ນ 2 ທັງສອງຂ້າງ; ນ້ຳແມ່ນ 2 + 1 = 3 ດ້ານຂວາ ແລະ 3 ດ້ານຊ້າຍ. ທຸກຢ່າງຕັດກັນຍົກເວັ້ນເປົ້າໝາຍ. ΔH° = −1411.1 − 285.83 + 1560.5 = −136.4 kJ, ລາຍງານເຖິງໜຶ່ງຕຳແໜ່ງທົດສະນິຍົມເພາະຄ່າທີ່ແມ່ນຍຳໜ້ອຍທີ່ສຸດມີໜຶ່ງຕຳແໜ່ງ.

ກວດຄືນດ້ວຍເອນທາລປີຂອງການເກີດ: ΔH°f ຂອງ C₂H₆(g) ແມ່ນ −84.0 kJ/mol ແລະ ຂອງ C₂H₄(g) ແມ່ນ +52.4 kJ/mol, ແລະ H₂(g) ເປັນສູນ, ສະນັ້ນ ΔH° = −84.0 − 52.4 = −136.4 kJ. ສອງເສັ້ນທາງທີ່ຕ່າງກັນໃຫ້ຄຳຕອບດຽວກັນ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງທີ່ຟັງຊັນສະຖານະຮັບປະກັນພໍດີ.

ເອນທາລປີມາດຕະຖານຂອງການເກີດ ແລະ ສະຖານະອ້າງອີງ

ເອນທາລປີມາດຕະຖານຂອງການເກີດ, ΔH°f, ແມ່ນການປ່ຽນແປງເອນທາລປີເມື່ອສານປະກອບໜຶ່ງໂມນເກີດຈາກທາດຂອງມັນ, ແຕ່ລະທາດໃນຮູບແບບອ້າງອີງ, ພາຍໃຕ້ສະພາບມາດຕະຖານ. ຮູບແບບອ້າງອີງແມ່ນຮູບແບບທີ່ຄົງຕົວທີ່ສຸດ ຍົກເວັ້ນຫາຍາກ: ຟອສຟໍຣັສໃຊ້ P₄(s) ສີຂາວ, ເຊິ່ງພາກຜະໜວກ G ລະບຸທີ່ສູນ. IUPAC ກຳນົດຄວາມດັນມາດຕະຖານທີ່ 1 bar; ຕາຕະລາງຫຼາຍອັນຍັງໃຊ້ 1 atm, ແລະ ຄວາມແຕກຕ່າງນ້ອຍຈົນບໍ່ຕ້ອງຄິດສຳລັບງານເອນທາລປີສ່ວນໃຫຍ່. ຄ່າໃນຕາຕະລາງໂດຍປົກກະຕິໃຫ້ທີ່ 298.15 K.

ສົມຜົນການເກີດສ້າງຜະລິດຕະພັນພຽງໜຶ່ງໂມນພໍດີສະເໝີ, ສະນັ້ນສຳປະສິດເປັນເສດສ່ວນຈຶ່ງເປັນເລື່ອງປົກກະຕິ: ½ N₂(g) + 3/2 H₂(g) → NH₃(g), ΔH°f = −45.9 kJ/mol. ສຳລັບທາດທີ່ຢູ່ໃນຮູບແບບອ້າງອີງແລ້ວ, ເຊັ່ນ O₂(g), H₂(g), ແກຣຟາຍ, ຫຼື ໂບຣມີນທີ່ເປັນຂອງແຫຼວ, ΔH°f ເປັນສູນຕາມນິຍາມ. ຮູບແບບອື່ນຂອງທາດບໍ່ເປັນສູນ: ພາກຜະໜວກ G ລະບຸເພັດທີ່ +1.89 kJ/mol ທຽບກັບແກຣຟາຍ.

ການຄິດໄລ່ ΔH°rxn ຈາກຂໍ້ມູນການເກີດ

ປະຕິກິລິຍາໃດກໍຈິນຕະນາການເປັນສອງຂັ້ນຕອນໄດ້: ແຍກສານຕັ້ງຕົ້ນເປັນທາດຂອງມັນ, ແລ້ວສ້າງຜະລິດຕະພັນຈາກທາດເຫຼົ່ານັ້ນ. ຂັ້ນຕອນທຳອິດແມ່ນປະຕິກິລິຍາການເກີດຂອງສານຕັ້ງຕົ້ນທີ່ກັບດ້ານ ແລະ ຂັ້ນຕອນທີສອງແມ່ນປະຕິກິລິຍາການເກີດຂອງຜະລິດຕະພັນ. ນັ້ນໃຫ້ສູດໃຊ້ງານ ΔH°rxn = Σ n ΔH°f(ຜະລິດຕະພັນ) − Σ m ΔH°f(ສານຕັ້ງຕົ້ນ), ເຊິ່ງ n ແລະ m ແມ່ນສຳປະສິດໃນສົມຜົນທີ່ດຸນແລ້ວ.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ. ຫາ ΔH° ສຳລັບ 2 N₂H₄(l) + N₂O₄(g) → 3 N₂(g) + 4 H₂O(g), ປະຕິກິລິຍາຂອງໄຮດຣາຊີນຊະນິດທີ່ໃຊ້ໃນເຄື່ອງຈັກຈະຫຼວດບາງແບບ. ຈາກພາກຜະໜວກ G: N₂H₄(l) +50.63 kJ/mol, N₂O₄(g) +11.1 kJ/mol, H₂O(g) −241.82 kJ/mol, ແລະ N₂(g) 0. ຜະລິດຕະພັນ: 3(0) + 4(−241.82) = −967.28 kJ. ສານຕັ້ງຕົ້ນ: 2(50.63) + 11.1 = 112.36 kJ. ΔH° = −967.28 − 112.36 = −1079.6 kJ, ລາຍງານເຖິງໜຶ່ງຕຳແໜ່ງທົດສະນິຍົມເພາະ 11.1 ມີໜຶ່ງຕຳແໜ່ງ. ນັ້ນແມ່ນ −539.8 kJ ຕໍ່ໂມນຂອງໄຮດຣາຊີນ.

ສະຖານະຂອງນ້ຳສຳຄັນ. ຖ້າສົມຜົນໃຫ້ນ້ຳທີ່ເປັນຂອງແຫຼວ, ໃຊ້ −285.83 kJ/mol, ຄຳຕອບຈະເປັນ −1255.7 kJ. ຄວາມແຕກຕ່າງແມ່ນສີ່ເທົ່າຂອງເອນທາລປີທີ່ປ່ອຍອອກເມື່ອໄອນ້ຳໜຶ່ງໂມນຄວບແໜ້ນ.

ຂໍ້ຜິດພາດທີ່ເຮັດໃຫ້ການຄິດໄລ່ກົດຂອງເຮສລົ້ມເຫຼວ

ຂໍ້ຜິດພາດສ່ວນໃຫຍ່ໃນໂຈດເຫຼົ່ານີ້ເປັນຂໍ້ຜິດພາດໃນການນັບ, ແລະ ການນັບຄືນທີ່ຂຽນໄວ້ຂອງທຸກສະປີຊີສ໌ຈັບໄດ້ເກືອບທັງໝົດ. ເມື່ອການຕັດກັນບໍ່ໃຫ້ເປົ້າໝາຍພໍດີ, ສົມຜົນໃດໜຶ່ງຖືກກັບ ຫຼື ປັບຂະໜາດຜິດ.

ການກວດທີສອງແມ່ນປະມານເຄື່ອງໝາຍ. ການເຜົາໄໝ້ ແລະ ການເກີດຂອງສານປະກອບທີ່ຄົງຕົວສ່ວນໃຫຍ່ເປັນການຄາຍຄວາມຮ້ອນ, ສະນັ້ນຄຳຕອບບວກສຳລັບການເຜົາເຊື້ອໄຟບົ່ງບອກວ່າມີຂັ້ນຕອນທີ່ກັບຜິດ.

• ກັບສົມຜົນໂດຍບໍ່ປ່ຽນເຄື່ອງໝາຍຂອງ ΔH.
• ຄູນສົມຜົນດ້ວຍ 2 ຫຼື ½ ແຕ່ປະ ΔH ໄວ້ບໍ່ປ່ຽນ.
• ລົບຜິດລຳດັບ: ສູດແມ່ນຜະລິດຕະພັນລົບສານຕັ້ງຕົ້ນ.
• ລືມສຳປະສິດເມື່ອລວມເອນທາລປີຂອງການເກີດ.
• ໃຊ້ ΔH°f ຂອງສະຖານະຜິດ, ເຊັ່ນ H₂O(g) ເມື່ອສົມຜົນມີ H₂O(l).
• ໃຫ້ທາດໃນຮູບແບບອ້າງອີງມີ ΔH°f ທີ່ບໍ່ເປັນສູນ, ຫຼື ໃຫ້ສານປະກອບເປັນສູນ.