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Legge di Hess

Scuola secondaria di secondo gradoChimicaAddizione esatta di vettori di reazione stechiometrici utilizzando entalpie standard di combustione del carbonio arrotondate a 298,15 K

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Informazioni su questo esperimento

Costruisci un percorso di reazione indiretto invertendo e moltiplicando le fasi di reazione misurate. Semplifica esplicitamente gli intermedi, quindi verifica perché dati termochimici coerenti producono un’entalpia indipendente dal percorso.

Obiettivi di apprendimento

  • Somma le equazioni chimiche come vettori stechiometrici con segno.
  • Inverti e scala le reazioni, modificando di conseguenza le entalpie.
  • Distingui un’equazione obiettivo bilanciata da una coincidenza accidentale dei valori energetici.

Come si usa

  1. 1Seleziona la reazione obiettivo dal carbonio al diossido di carbonio e costruisci un percorso passando per il monossido di carbonio.
  2. 2Inverti una fase per ricavare indirettamente la formazione del monossido di carbonio.
  3. 3Somma un ciclo di reazione chiuso e verifica che le specie nette e l’entalpia restino invariate.
  4. 4Introduci uno scostamento di misura e ripeti il ciclo per mettere in evidenza dati di input incoerenti.

Il modello

I coefficienti della reazione e dell’entalpia devono essere gli stessi.
Un ciclo chiuso ha entalpia nulla quando i dati della funzione di stato sono reciprocamente coerenti.

Ipotesi

  • Le entalpie di riferimento sono valori arrotondati a 298,15 K per la grafite, l’ossigeno gassoso, il monossido di carbonio e il diossido di carbonio.
  • Lo scostamento intenzionale della misurazione riguarda un solo passaggio riportato. Dimostra un’incoerenza dei dati, non una violazione della conservazione dell’energia.
  • La corrispondenza con l’obiettivo è una verifica esatta del vettore stechiometrico, compresi i coefficienti frazionari dell’ossigeno. Non viene prevista alcuna cinetica chimica.

Provalo in classe

  1. Q1Perché invertire un’equazione chimica inverte il segno della sua entalpia?
  2. Q2Perché la sola corrispondenza dei valori numerici dell’entalpia non basta a dimostrare la validità di un percorso di Hess?

Domande frequenti

Perché l’aggiunta di un ciclo può cambiare il risultato quando è presente uno scostamento?

I dati modificati non rappresentano più un unico insieme coerente di entalpie di stato. Il residuo del ciclo rivela tale incoerenza.

Il percorso intermedio deve essere una sintesi praticabile in laboratorio?

No. La legge di Hess combina algebricamente le variazioni di stato termochimiche; non afferma che ogni percorso scelto sia un meccanismo di reazione conveniente.