Hess's Law

00:01 Wir können diese Enthalpieänderung in einer gegebenen Reaktion sehr gut verwenden, und das geht so: Nehmen wir an, wir haben eine Reaktion, bei der einige Produkte, einige Chemikalien entstehen, von A nach B, und geht dann von diesem neuen Zustand und einer weiteren chemischen Reaktion in den Zustand C über.

00:18 Bei dieser chemischen Reaktion würde die Energie von A nach B und dann von B nach C die gleiche Enthalpieänderung ergeben wie für den direkten Weg von A nach C.

00:31 Wir würden also sagen, dass die Änderung der Enthalpie von A nach B plus die Änderung der Enthalpie von B nach C genau der Enthalpieänderung entspricht, die sich ergibt, wenn man von A direkt nach C geht.

00:43 Dies ist der Grund, warum dies nützlich ist.

00:45 Angenommen, wir haben eine chemische Reaktion, die sehr kompliziert sein könnte.

00:48 In diesem Fall haben wir CH4 und ein paar Sauerstoffmoleküle.

00:52 Und diese reagieren und bilden stattdessen Kohlendioxid zu Wassermolekülen.

00:57 Es kann sehr schwierig sein, wenn man sich diese Reaktion nur ansieht, zu wissen ist es endotherm, ist es exotherm, wie groß ist die Enthalpieänderung.

01:05 Eine Möglichkeit, dies zu verstehen, besteht darin, diese Reaktion zu verursachen, denn wie wir gerade besprochen haben, können wir von A nach B nach C gehen, Wir können eine Art Zwischenschritt einfügen, nur für uns selbst, um darüber nachzudenken.

01:16 Dieser Zwischenschritt geht also folgendermaßen vor sich: Wir versuchen zunächst, alle unsere Bits in einzelne Komponenten zu zerlegen.

01:23 Wir nehmen also sozusagen alles auseinander, alles in unserer gesamten Reaktion zu zerlegen.

01:27 In diesem Fall ist das Einzige, was wir dazu abbauen müssen, das CH4, und der Grund dafür ist, dass wir mit der Enthalpie, den Standardbildungsenthalpien, vorsichtig sein müssen beziehen sich wiederum auf die elementaren Standardformen dieser Moleküle, wie wir sie in der Natur finden.

01:43 So müssen wir uns zum Beispiel bei Sauerstoff keine Sorgen machen, dass er in zwei verschiedene Sauerstoffsorten aufgespalten werden könnte, denn in der Natur sehen wir nie nur einzelne Sauerstoffatome herumschwimmen.

01:53 Die Standardform für Sauerstoff ist O2.

01:56 Das Einzige, was wir aufbrechen müssen, ist also der Kohlenstoff mit den vier Wasserstoffatomen.

02:01 In diesem Zwischenschritt werden also der Kohlenstoff und die vier Wasserstoffatome getrennt.

02:06 Wir haben die Standardbildungsenthalpie für dieses CH4-Molekül.

02:12 Jetzt, wo wir alles in seine Einzelteile zerlegt haben, würden wir also Folgendes tun, setzen wir all diese kleinen Teile wieder zusammen und fügen sie auf die andere Weise zusammen.

02:20 So wie wir das CO2 und die beiden Wassermoleküle haben.

02:23 Warum ist dies eine nützliche Art, über Dinge nachzudenken? Warum sollten wir diesen zusätzlichen Weg über diesen unteren Pfad hier nehmen? Der Grund, warum dies nützlich ist, ist, dass diese Standardbildungsenthalpien, die Enthalpie, die erforderlich ist, um bestimmte Arten von Verbindungen aus ihrem Standard zu erzeugen.

02:38 Die elementaren Formen der Natur sind gut aufgelistet; sie wurden untersucht und studiert, und wir haben einfache Tabellen für alle diese Standardbildungsenthalpien.

02:46 Also für eine komplizierte chemische Reaktion wie diese, Ich muss nicht versuchen, herauszufinden, wie CH4 zu CO2 wird.

02:53 Ich kann einfach sagen, dass das CH4 mit den beiden Sauerstoffmolekülen in seine verschiedenen Bestandteile zerfällt und dann kann ich sie in meinem Kopf konzeptionell wieder zusammensetzen.

03:03 Und dann kann ich herausfinden, wie hoch die Gesamtänderung der Enthalpie der gesamten Reaktion ist.

03:08 Ich sage das nur wegen dieser Reaktion, Zunächst einmal hatte ich eine Enthalpieänderung, um alles zu spalten.

03:15 Und da wir es spalten, fügen wir diese Enthalpie hinzu.

03:17 Dies wäre ein Minusterm, den Sie ganz rechts in unserer Gleichung sehen, die Standard-Enthalpieänderung für das CH4.

03:24 Und dann alles wieder zusammenfügen Ich würde die Standardbildungsenthalpien für beide haben, das CO2-Molekül und die beiden H2O-Moleküle.

03:33 Ich kann also sehr leicht aus einer Tabelle von Enthalpien, die Gesamtänderung der Enthalpie dieser Reaktion finden, indem ich mir vorstelle dass dieses ganze System in kleine Teile zerfällt, und dann das ganze System wieder zusammensetze, nur unter Verwendung der Standardbildungsenthalpien für jeden Schritt von A nach B nach C.