12.2 Hess’s law

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

1. IsiPernyataan
   Huraian

   Jumlah perubahan entalpi bagi sesuatu tindak balas adalah sama tanpa mengira laluan, asalkan keadaan awal dan akhir sama.

   Contoh

   C → CO₂ secara terus atau melalui CO memberi jumlah ΔH yang sama, −394 kJ mol⁻¹.

2. IsiAsas dan manipulasi
   Huraian

   Berasaskan keabadian tenaga. Persamaan diterbalikkan: tanda ΔH bertukar; didarab: ΔH didarab dengan faktor sama.

   Contoh

   A → B, ΔH = −50 kJ; maka 2B → 2A, ΔH = +100 kJ.

NotaHukum Hess

Hukum Hess: jumlah perubahan entalpi bagi sesuatu tindak balas kimia adalah sama tanpa mengira laluan yang diambil, asalkan keadaan awal dan keadaan akhir adalah sama. Ia berasaskan hukum keabadian tenaga. Hukum ini membolehkan ΔH yang tidak dapat disukat secara terus (cth ΔHf° CH₄) dihitung daripada data lain.

Poin utamaPeraturan memanipulasi persamaan termokimia

• Persamaan diterbalikkan: tanda ΔH ditukar.
• Persamaan didarab dengan faktor: ΔH didarab dengan faktor yang sama.
• Persamaan dijumlahkan: ΔH dijumlahkan.
• Spesies yang muncul di kedua-dua belah dibatalkan.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

1. IsiMembina rajah
   Huraian

   Letak aras unsur sebagai rujukan, kemudian aras bahan dan hasil mengikut nilai ΔH; ΔH° = beza antara dua aras (ke bawah = negatif).

   Contoh

   C(grafit) + 2H₂ + 2O₂ (0 kJ), CH₄ + 2O₂ (−75 kJ), CO₂ + 2H₂O (−966 kJ): ΔH°c(CH₄) = −966 − (−75) = −891 kJ mol⁻¹.

2. IsiMembaca rajah
   Huraian

   Beza aras antara dua keadaan memberi ΔH bagi langkah di antaranya.

   Contoh

   C + O₂ (0), CO + ½O₂ (−111), CO₂ (−394): ΔH bagi CO + ½O₂ → CO₂ = −283 kJ.

Peta alirGambar rajah aras tenaga: ΔHf° CH₄

1. Aras atas: C(grafit) + 2H₂(g) + 2O₂(g) (rujukan 0 kJ).
2. Aras tengah: CH₄(g) + 2O₂(g), pada −75 kJ (ΔHf°, anak panah ke bawah).
3. Aras bawah: CO₂(g) + 2H₂O(ce), pada −394 + 2(−286) = −966 kJ.
4. Dari CH₄ ke aras bawah: ΔHc°(CH₄) = −966 − (−75) = −891 kJ mol⁻¹.
5. Sebaliknya jika ΔHc° diketahui: ΔHf° = −966 − (−891) = −75 kJ mol⁻¹.

Peta buihTiga cara mengaplikasi hukum Hess

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

1. IsiMembina kitar
   Huraian

   Tulis laluan terus (cth pembentukan), kemudian laluan tidak langsung melalui hasil pembakaran yang sama.

   Contoh

   C(grafit) + 2H₂ → CH₄: ΔH°f + (−891) = −394 + 2(−286), maka ΔH°f = −75 kJ mol⁻¹.

2. IsiMenyelesaikan
   Huraian

   Samakan jumlah ΔH kedua-dua laluan dan selesaikan yang tidak diketahui.

   Contoh

   ΔH°f C₂H₆ = 2(−394) + 3(−286) − (−1560) = −86 kJ mol⁻¹.

Peta alirKitar tenaga: ΔHf° CH₄ daripada data pembakaran

1. Laluan terus: C(grafit) + 2H₂(g) → CH₄(g), ΔHf° = ?
2. Laluan tidak langsung: unsur dibakar → CO₂ + 2H₂O: ΔH = ΔHc°(C) + 2ΔHc°(H₂) = −394 + 2(−286) = −966 kJ
3. CH₄ dibakar → CO₂ + 2H₂O: ΔHc°(CH₄) = −891 kJ
4. Hukum Hess: ΔHf° + (−891) = −966
5. ΔHf°(CH₄) = −966 + 891 = −75 kJ mol⁻¹

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

1. IsiGuna rumus
   Huraian

   Darab setiap ΔH°f dengan pekali stoikiometri; ΔH°f unsur dalam keadaan piawai = 0.

   Contoh

   CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(ce): ΔH° = [−394 + 2(−286)] − [−75 + 0] = −891 kJ mol⁻¹.

2. IsiContoh dengan pekali besar
   Huraian

   Pastikan setiap spesies didarab dengan pekalinya.

   Contoh

   4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O(g): ΔH° = [4(+90) + 6(−242)] − [4(−46)] = −908 kJ.

Peta alirContoh rumus ΔH° = ΣΔHf°(hasil) − ΣΔHf°(bahan)

1. CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(ce); ΔHf°: CH₄ −75, CO₂ −394, H₂O(ce) −286 kJ mol⁻¹; O₂ = 0 (unsur).
2. ΣΔHf°(hasil) = −394 + 2(−286) = −966 kJ
3. ΣΔHf°(bahan) = −75 + 2(0) = −75 kJ
4. ΔH° = −966 − (−75) = −891 kJ mol⁻¹