La loi de hess 2024-10-30

f #note

$C re a t e d : 2024 - 10 - 30$

La loi de hess

Ont ne peut pas toujour obtenir la variation ‘enthalpie d’un réaction chimique de facon expérimentale par calorimetrie, par example, la variation de temperature pourait être trop faible pour être mesureur, ou les vitesse des réaction peuvent être trop rapides ou lentes. Parfois les réaction sont trop dangeureuse.

La loi de hess est une approche purement théorique pour prédire la variation d’enthalpie engendrer par une réaction complexe en trouvant toutes les étapes élémentaire de la réaction.

Niveau 1 : Réaction globale et réaction élémentaire son fournie

Example 1 :

La réaction globale et les réaction elementaire serot fournie, ansie que les $Δ H_{m o l}$ des équation élémentaire seron fournie.

Démarches

Rx. globale → $H_{2} O + C \to CO + H_{2}$

Rx. élémentaire → $C + O_{2} \to C O_{2}$ $Δ H_{m o l} = - 393.5 \frac{kj}{m o l}$

Rx. élémentaire → $H_{2} + \frac{1}{2} O_{2} \to H_{2} O$ $Δ H_{m o l} = - 241.8 \frac{kj}{m o l}$

Rx. élémentaire → $CO + \frac{1}{2} O_{2} \to C O_{2}$ $Δ H_{m o l} = - 283.1 \frac{kj}{m o l}$

Certaine des réaction élémentaire sont inverser out n’ont pas les bons nombre de mole, il faut dont écrire certaine chose a côter

Démarches

Rx. globale → $H_{2} O + C \to CO + H_{2}$

Rx. élémentaire → $C + O_{2} \to C O_{2}$ $Δ H_{m o l} = - 393.5 \frac{kj}{m o l}$ : Idem, $\cdot$ 1 mol

Rx. élémentaire → $H_{2} + \frac{1}{2} O_{2} \to H_{2} O$ $Δ H_{m o l} = - 241.8 \frac{kj}{m o l}$ : Inverser, $\cdot$ 1 mol

Rx. élémentaire → $CO + \frac{1}{2} O_{2} \to C O_{2}$ $Δ H_{m o l} = - 283.1 \frac{kj}{m o l}$ : Inverser, $\cdot$ 1 mol

Pour trouver si une réaction est inverser, il faut trouver un des réaction dans la réaction globale, le trouver dans les réaction élémentaire, et ensuite s’assurer qu’il est du même board du $\to$ dans l’équation globale et dans les équation elementaire. Tout les réactifs et produit ne seront pas nécésairement comparer. Dans l’example ci-dessue, il utilise le $C$ pour trouver que le premiere réaction reste indeme. Ont utilise $H_{2} O$ pour la deuxieme réaction, et le $CO$ dans la derniere réaction élémentaire.

Attention

Quant ont choisie un produit ou réactif et ont identifie sa réaction élémentaire associer, ont peut uniquement choisir une molécule qui aparait uniquement dans une seule réaction. Si par example le terme $O_{2}$ aparait dans la réaction globale, et dans 2 réaction elementaire, ont ne peut pas l’utiliser pour trouver si ont doit inverser et par combien de mole ont doit multiplier. Au contraire, si $H_{2} O$ aparait uniquement dans une seule réaction élémentaire c’est correct.

Ensuite pour la démarche, ont recopie les réactions élémentaire, en multiplient par le nombre de mole que nous avont noter, donc les uniter de l’énergie vont change, ce ne sont plus des $Δ H_{m o l}$ mais des $Δ H$ . Ont doit aussi inverser les équations au besoin Ont écrit donc :

Démarche

$C + O_{2} \to C O_{2}$ $Δ H = - 393.5 kj$

$H_{2} O \to H_{2} + \frac{1}{2} O_{2}$ $Δ H = 241.8 kj$

$C O_{2} \to CO + \frac{1}{2} O_{2}$ $Δ H = 283.1 kj$

Attention, quant ont inverse une des réaction, le signe du $Δ H$ est inverser

Une fois les changement effectuer, il faut réecrie une réaction globale, il faut anuler les molecules qui sont des deux boards du $\to$ et d’aditioner ceux qui sont doubler du même bord. Dans notre example les $C O_{2}$ et les $O_{2}$ sont anuler. Ca donne :

Démarche

$C + H_{2} O \to H_{2} + CO$ $Δ H = 131.4$

La loi de hess est que en aditionant tout les $Δ H$ des réaction élémentaire donne le $Δ H$ de la réaction globable

Par soucie de temp, je n'ai pas écrit les signe de phase dans les équation, il est important de noter tout les phases et tout les produits de l'équation

Notre démarche complete a donc l’air de :

Démarche complete

Donnée :

Rx. globale → $H_{2} O + C \to CO + H_{2}$

Rx. élémentaire → $C + O_{2} \to C O_{2}$ $Δ H_{m o l} = - 393.5 \frac{kj}{m o l}$ : Idem, $\cdot$ 1 mol

Rx. élémentaire → $H_{2} + \frac{1}{2} O_{2} \to H_{2} O$ $Δ H_{m o l} = - 241.8 \frac{kj}{m o l}$ : Inverser, $\cdot$ 1 mol

Rx. élémentaire → $CO + \frac{1}{2} O_{2} \to C O_{2}$ $Δ H_{m o l} = - 283.1 \frac{kj}{m o l}$ : Inverser, $\cdot$ 1 mol

Ont applique nos modification

$C + O_{2} \to C O_{2}$ $Δ H = - 393.5 kj$

$H_{2} O \to H_{2} + \frac{1}{2} O_{2}$ $Δ H = 241.8 kj$

$C O_{2} \to CO + \frac{1}{2} O_{2}$ $Δ H = 283.1 kj$

Réaction globale avec le $Δ H$

$C + H_{2} O \to H_{2} + CO$ $Δ H = 131.4$

Attention, deux molecules identiques mais avec des phases differente, ce sont deux thermes difrents qui ne peuvent pas être combiner, anuler ou quoi que se soit d'autre, ce sont comme des molecules difrente.

Example 2

Dans l’example deux les modification inclue des multication de mole qui ne sont pas 1. La regle pour trouver les multiplication est que quant ont compare les réactifs / produits entre l’équation globable et les réaction élémentaire, leur coeficient doivent être les mêmes. Par example un $4 C u$ dans l’équation globale et un $C u$ dans la réaction élémentaire, il faut multiplier la réaction élémentaire par 4 mole.

Attention il faut multiplier tout les termes dans les équation élémentaire, ansi que l'énergie, pas juste le therme affecter.

Également, quant ont multiplie l’énergie par le terme en mole, ont utilise la regle des chifres significatif de l’adition parce uqe la multiplication remplace une adition repetitive. Il faut donc guarder le même nombre de décimale, la prof dit que toutes les donner seront donner a une decimale.

Niveau 2

Dans le niveau deux il faut trouver les équations chimiques des étapes élémentaire.

Écriture d’équation élémentaire

Voir chapitre 5 annexe 5 : Loi de hess sur moodle. C’est un dictiaire de chaleur de formation d’un grand nombre de produit, cette anexe serat disponible a l’exament.

Les réaction sont trier par ordres aphabetique de symbole. Donc potasium serait K

Le dictonaire est séparer par element. Dans chaque categorie il y a un produit qui a une énergie de formation de 0. Ce seront les réactifs dans nos équations.

Example 1 :

Nous voulant faire l’écquation de réaction pour le méthate ( $C H_{4}$ ).

Premierement ont vas dans la cection barbone et ont trouve celui qui est au zero, il s’agit du carbone solide : $C_{(s)}$ .

Ensuite il nous faut de l’hydrogene, et ont trouve celui que est zero, soit $H_{2 (g)}$ (hydrogene gazeux). Ont écrit une équation avec cela comme réactif et le méthane comme produit, puis ont balence.

Attention, le nombre de mole du produit tout toujour être 1

Démarche example

$C_{(s)} + H_{2 (g)} \to C H_{4 (g)}$

Ensuite, ont vas dans notre anexe, et ont trouve l’énergie de formation du $C H_{4}$ , et cela est notre $Δ H_{m o l}$ , donc :

Démarche example

$C_{(s)} + H_{2 (g)} \to C H_{4 (g)}$ $Δ H_{m o l} = 74.8 \frac{kj}{m o l}$

Attention

Quant ont trouve l’énergie de formation de notre produit, il faut que l’ont s’assure d’avoir le bon signe, l’énergie de formation de $C H_{4 (g)}$ n’est pas le même que le $C H_{4 (s)}$

Ceci devient notre réaction élémentaire pour la loi de Hess.

Dans le cas ou ont ne peut pas balencer et avoir uniquement 1 mole de résultat

Si c’est le cas, ont a le droit de mêtre des fraction dans les réactifs.

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Niveau 1 : Réaction globale et réaction élémentaire son fournie

Example 1 :

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Écriture d’équation élémentaire

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