Legge di Hess: esercizi

La legge di Hess è un principio fondamentale in chimica che permette di determinare il calore di una reazione considerando solo lo stato iniziale e finale del sistema, indipendentemente dalle fasi intermedie. Questo concetto è utile quando non è possibile misurare direttamente il calore di una reazione tramite calorimetria.

Calcolo di ΔH° per alcune reazioni utilizzando la legge di Hess

# Reazione 1:

Utilizzando i dati:
– C_(s) + O_2(g) → CO_2(g) : ΔH°= -394 kJ/mol
– CO_2(g) → CO_{(g) + ½ O2(g)} : ΔH°= +283 kJ/mol

Sommiamo le due equazioni per ottenere la reazione desiderata e calcolare ΔH°:
C_(s) + ½ O_2(g) → CO_(g)
ΔH°= -394 kJ + 283 kJ = -111 kJ/mol

# Reazione 2:

Utilizzando i dati:
– C_(s) + O_2(g) → CO_2(g) : ΔH°= -393 kJ/mol
– H_2(g) + ½ O_2(g) → H₂O_(l) : ΔH°= -286 kJ/mol
– CH_4(g) + 2 O_2(g) → CO_2(g) + 2 H₂O_(g) : ΔH°= -890 kJ/mol

Seguendo la stessa procedura, otteniamo ΔH°= -75 kJ/mol per la reazione desiderata.

# Reazione 3:

Utilizzando i dati:
– C_(s) + O_2(g) → CO_2(g): ΔH°= -393 kJ/mol
– H_2(g) + ½ O_2(g) → H₂O_(l): ΔH°= -286 kJ/mol
– 3 C_(s) + 4 H_2(g) → C₃H_8(g): ΔH°= -104 kJ/mol

Applicando la legge di Hess, calcoliamo ΔH°= -1179 kJ/mol per la reazione sopra indicata. Con questo metodo, è possibile determinare il calore di reazione per situazioni complesse in modo efficiente e accurato.Come calcolare il ΔH° per una reazione usando la legge di Hess

La legge di Hess è una tecnica utile per determinare il calore standard di una reazione conosciendo i calori standard di altre reazioni correlate. Vediamo come calcolare il ΔH° per la seguente reazione:

2 C₂H_6(g) + 7 O_2(g) → 4 CO_2(g) + 6 H₂O_(g)

Per utilizzare la legge di Hess, abbiamo bisogno dei seguenti dati:

– C₂H_4(g) + 3 O_2(g) → 2 CO_2(g) + 2 H₂O_(g) ΔH° = -1323 kJ
– C₂H_4(g) + H_2(g) →  C₂H_6(g) ΔH° = -137 kJ
– H_2(g) + ½ O_2(g) →  H₂O_(g)    ΔH° = -242 kJ

Svolgimento della procedura:

1. Scriviamo la reazione per C₂H_6(g) da destra a sinistra per invertire il segno di ΔH°:

C₂H_6(g) → C₂H_4(g) + H_2(g)   ΔH° = 137 kJ

2. Moltiplichiamo per 2 la reazione sopra per tener conto del coefficiente:

2 C₂H_6(g) → 2 C₂H_4(g) + 2 H_2(g)   ΔH° = 274 kJ

3. Moltiplichiamo per 2 la reazione per C₂H_4(g) + 3 O_2(g) → 2 CO_2(g) + 2 H₂O_(g):

2 C₂H_4(g) + 6 O_2(g) → 4 CO_2(g) + 4 H₂O_(g)   ΔH° = -2646 kJ

4. Moltiplichiamo per 2 la reazione per H_2(g) +  ½ O_2(g) →  2 H₂O_(g):

2 H_2(g) +  O_2(g) →  2 H₂O_(g)    ΔH° = -484 kJ

5. Sommiamo i valori ottenuti per le reazioni:

2 C₂H_6(g) + 2 C₂H_4(g) + 7 O_2(g) + 2 H_2(g) → 2 C₂H_4(g) + 2 H_{2(g) ⁺ 4 CO2(g)} + 6 H₂O_(g)  

Alla fine, otteniamo la reazione 2 C₂H_6(g) + 7 O_2(g) → 4 CO_2(g) + 6 H₂O_(g)  per la quale ΔH°= 274 – 2646 – 484 = – 2856 kJ/mol.