Química 2n de Batxillerat, Crèdit 3, Unitat 1

5.- La llei de Hess.

Com que l'entalpia s'ha definit com una funció d'estat, la variació de la mateixa no depèn del camí que es pren per portar a terme el procés i únicament depèn dels estat inicial i final del sistema. És per això que podem imaginar una sèrie d'etapes teòriques per descriure un procés de reacció i aplicar-ho per determinar la seva entalpia com la suma de les entalpies de cadascuna de les etapes teòriques. Va ser el químic suís G. H. Hess (1802-1850) qui va enunciar aquest principi, anomenat llei de Hess:

    "Si una reacció es pot produir en diverses etapes, reals o teòriques, la seva variació d'entalpia és igual a la suma de les entalpies de reacció d'aquestes reaccions intermèdies."

Per tant, si una reacció a es pot descriure com la suma d'unes altres b,c,d ... es complirà que:

DH_a = DH_b + DH_c + DH_d + ...

L'aplicació immediata d'aquesta llei és la possibilitat de determinar la variació de l'entalpia estàndard de reacció a partir de les entalpies estàndard de formació o d'enllaç dels reactius i productes que intervenen en una reacció. Per recordar aquesta possibilitat ho resumirem en la següent expressió:

DH⁰_reacció = S n·DH⁰_f,i

on DH⁰_f,i  són les entalpies estàndard de formació (o enllaç) de reactius i/o productes, i n són els coeficients estequiomètrics de reactius i productes a la reacció química, amb signe positiu per als productes i negatiu per als reactius.

Exemple:

Determina l'entalpia estàndard de la reacció de formació del butà a partir del C(grafit) i de l'hidrogen gasós a partir de les següents dades:

Reacció principal	C(grafit) + 2H2(g)  CH4(g)	DH0 = ?
Reacció a	H2(g) + 1/2O2(g)     H2O(l)	DH0 = -285.8 kJ
Reacció a	CH4(g) + 2O2(g)   CO2(g) + 2H2O(l)	DH0 = -890.4 kJ
Reacció a	C(grafit) + O2(g)     CO2(g)	DH0 = -393.5 kJ

Podem resumir tot el procés de càlcul en la següent taula:

Fac.	Reacció química	DH
1x	C(grafit) + O2(g)     CO2(g)	DH0 = -393.5 kJ
2x	H2(g) + 1/2O2(g)     H2O(l)	DH0 = -285.8 kJ
-1x	CH4(g) + 2O2(g)   CO2(g) + 2H2O(l)	DH0 = -890.4 kJ

C(grafit) + 2H2(g)  CH4(g)

DH0 = -74.7 kJ

on la primera columna fa referència al factor per el qual cal multiplicar cada reacció, referida en la segona columna, i la seva entalpia associada, referida en la tercera columna. La última fila indica el resultat de sumar totes les reaccions multiplicades per el factor i el resultat corresponent a fer la mateixa operació amb les entalpies. Com s'observa, la reacció resultant és la reacció principal de la qual es vol determinar l'entalpia.

^{Autor: O. Castell}