10 жаратылыстану-математика бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық 1-бөлім

§ 29. ГЕСС ЗАҢЫ ЖӘНЕ ОНЫҢ САЛДАРЫ

	Бүгінгі сабақта:	Барлық қосылыстарды жай заттарды реак-
	• Гесс заңының	торда араластырып ала беруге болмайды. Мы-
		салы, глюкозаны С6Н12О6 тікелей көміртекті,
	физикалық мәнін
	түсінеміз және	оттекті және сутекті әрекеттестіріп алуға бол-
	оны химиялық	майды. Ол — тірі жасушадағы биохимиялық
	реакциялардың эн-	процестердің нәтижесінде түзілетін зат.
	тальпиясын есептеуде	Мұндай жағдайда Гесс заңының көмегіне
	қолдануды үйренеміз
		жүгінеміз, химиялық реакцияның жылу
		эффектісі оның жүру жолына тәуелсіз, өнім
		мен реагенттердің энергетикалық күйлерінің
	Тірек ұғымдар
		айырмасымен­	анықталады. Гесс заңын мысал

• Энтальпия	көмегімен түсініп көрейік. Көмірқышқыл га-
	зын көміртек пен оттектен екі жолмен алуға
• Жылу эффектісі
	болады (53-сурет):

1. 
   көміртекті оттектің артық мөлшерінде жағу арқылы бір сатыда алу;
   

2. 
   алдымен көміртек монооксидін алып, одан кейін оны өртеп, яғни екі сатыда алу.
   

Гесс заңына сәйкес:

∆H₁ = ∆H₂ + ∆H₃

Гесс заңынан үш маңызды салдар шығады.

1-салдар. Реакцияның энтальпиясы өнім мен реагенттердің түзілу энтальпияларының айырмасына тең:

∆H_p = ∑ ∆H_f (өнім) – ∑ ∆H_f(реаг.)

53-сурет. Көміртектің көмірқышқыл газына айналу сызбасы

126

Егер реакция теңдеуін жалпы түрде жазатын болсақ:


aА + bB = cC + dD

онда

∆H_p = c∆H_f(C) + d∆H_f(D) – a∆H_f(A) – b∆H_f(B)

Гесс заңының бірінші салдарына сүйеніп, глюкозаның стандартты түзілу жылуын оның жану энтальпиясы бойынша есептеуге болады:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6СО₂↑ + 6Н₂О

∆H⁰_f (С₆Н₁₂О₆) = 6∆H⁰_f (СО₂) + 6∆H⁰_f (H₂О) – ∆H⁰_p ; (H⁰_f (О₂) = 0).

2-салдар. Реакцияның энтальпиясы реагенттер мен өнімнің жану энтальпияларының айырмасына тең:

∆H_p = ∑ ∆H_f(өнім) – ∑ ∆H_f(өнім)

aА + bB = cC + dD, реакциясы үшін:

∆H_өнім = a∆H_өнім(A) + b∆H_өнім(B) – c∆H_пр(C) – d∆H_пр(D)

3-салдар. Реакцияның термохимиялық теңдеуін қосуға, азайтуға, көбейтуге және бөлуге болады, реакция қайтымды болмаса да теңдеуді оңнан солға қарай жазуға болады. Қосылысты тікелей жай заттардан алуға болмайтын жағдайда немесе олар жанбайтын болса, онда Гесс заңының осы үшінші салдарына сүйенуге болады. Мысалы, кальций сульфатын калориметрде кальцийді, оттекті және күкіртті тікелей араластырып алуға болмайды. Мұндай жағдайда тізбектей бірінен кейін бірі жүретін төрт реакцияны жүзеге асырып, олардың жылу эффектілерін өлшейді (27-кесте). Кальций сульфатының жай заттардан түзілу энтальпиясы жүргізілген төрт реакцияның энтальпияларының қосындысына тең болады.

27-кесте

Гесс заңының үшінші салдарына сәйкес реакция
теңдеулері мен энтальпияларын қосу

№	Реакция теңдеулері	∆Hр
1	Ca + 1/2O2 = CaO	∆H1
2	S+O2=SO2	∆H2
3	SO2 + 1/2O2 = SO3	∆H3
4	CaO + SO3 = CaSO4	∆H4
∑	Ca + S + 2O2 = CaSO4	∆Hp = ∆H1 + ∆H2 +∆H3 + ∆H4

127

“Мәңгілік қозғалтқышты” жасамақшы болған адамдардың бірі үнді өнертапқышы II Бхаскара болды. Ол үнемі жүгіріп отырсам, энергия да үздіксіз пайда болып отырады деп ойлады.

Гесс заңын пайдаланып есептеулер жүргізу үшін 28-кестеде берілген шамаларды қолданады:

							28-кесте
	Кейбір заттардың термодинамикалық константалары
Зат	∆Н^0f,298,	S^0298,	∆G^0f,298,	Зат	∆Н^0f,298,	S^0298,	∆G^0f,298,
	кДж/	Дж/	кДж/		кДж/моль	Дж/	кДж/
	моль	моль×K	моль			моль×K	моль
Al2O3(кр)	–1676,0	50,9	–1582,0	Cr2O3(кр)	–1140,6	281,0	–1059,0
BaO(кр)	–558,1	70,3	–528,4	CuO(кр)	–162,0	42,6	–129,4
ВеО(кр)	–598,0	14,1	–581,6	CuCl2(с)	–227,6	210,9	–244,6
BeCO3(кр)	–982,0	67,3	–944,8	H2O(с)	–285,8	70,08	–237,3
С(графит)		5,7		H2O(г)	–241,8	188,7	–228,6
Cl2(г)		222,9		H2SO4(с)	–814,2	156,9	–690,3
CaO(кр)	–635,5	39,7	–604,2	HCl(с)	–166,9	56,5	–131,2
CaH2(кр)	–188,7	42,0	–149,8	HCl(г)	–91,8	186,7	–94,8
CaCO3(кр)	–1206,9	92,9	–1128,8	H2S(г)	–21,0	205,6	–33,8
O2(г)		205,0		^H2		130,5
Ca(OH)2	–986,6	76,1	–896,8	NH3(г)	–46,2	192,5	–16,7
CH4	–74,9	186,2	–50,8	NO	90,3	210,6	86,6
C2H4	52,3	219,4	68,1	NO2	33,0	240,5	51,5
C2H6	–89,7	229,5	–32,9	NH4Cl(кр)	–314,2	94,5	–203,2
C6H6(с)	82,9	269,2	129,7	P2O5(кр)	–1492	114,5	–1348,8
C2H2	226,8	200,8	209,2	SO3(с)	–439,0	122,1	–368,1
C3H8(г)	–103,85	269,9	–	Fe		27,2
CH3OH(c)	–	126,8	–	FeO(кр)	–264,8	60,7	–244,3
C2H5OH(г)	–235,3	–	–	Fe3O4(кр)	–1117,1	146,2	–1014,2
CO	–110,5	197,5	–137,1	Fe2O3(кр)	–822,2	89,9	–740,3
CO2	–393,5	213,6	–394,3	Ti(кр)		30,6
CS2(г)	115,3	–	–	TiO2(кр)	–943,9	50,3	–888,6

128

Процестің энтальпиясын тікелей есептей алмайтын жағдайда оны Гесс заңына сәйкес жанама жолмен есептейді.Оны жалпы түрде былай көрсетуге болады: ∆H_p = ∆H₁ + ∆H₂ + ∆H₃ + ∆H₄ + …