Закон Гесса и вычисление теплового эффекта реакции.

При изучении химических процессов важно знать их тепловые эффекты. Эти эффекты определяют с помощью калориметра, но в нем можно осуществить далеко не все реакции. В этом случае на помощь приходит закон Гесса, позволяющий определять тепловые эффекты различных реакций, для которых нет экспериментальных данных. Согласно этому закону “Суммарный тепловой эффект ряда последовательных химических реакций равен тепловому эффекту любого другого ряда реакций, но с теми же самыми начальными и конечными продуктами”.

Например, сгорание углерода с превращением его в углекислый газ можно провести двумя путями:

1. Путем непосредственного, прямого сгорания по реакции

2. Последовательно, в две стадии, по реакциям

В соответствии с законом Гесса суммарный тепловой эффект двух последних реакций равен тепловому эффекту полного сгорания, т.к. обе стадии имеют одинаковое начальное (C и O₂) конечное состояния.

Тогда

Калориметрическим путем легко найти тепловые эффекты и , тогда определяется .

Закон Гесса широко применяется при различных термохимических расчетах. Для использования его необходимо знать теплоту образования веществ, участвующих в реакции.

Теплотой образования называется тепловой эффект образования одного моля данного химического соединения из соответствующих простых веществ.

В настоящее время известны теплоты образования большого количества различных веществ. Эти данные сведены в таблицы. Для сравнения в целях единообразия все термохимические табличные данные относят к температуре 25 ⁰С (298 ⁰К) и внешнему давлению P = 1 атм. Эти условия приняты за стандартные. Пользуясь табличными данными, можно определить тепловой эффект химической реакции, если известны теплоты образования всех веществ, участвующих в реакции. В этом случае тепловой эффект реакции равен алгебраической сумме теплот образования реагирующих соединений с учетом стехиометрических коэффициентов реакции:

_{продуктов реакции исходных веществ}.

Для вычисления тепловых эффектов при температурах, отличающихся от стандартных необходимо знать теплоемкости реагирующих веществ и зависимость их от температуры.