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En considérant le diagramme, laquelle des équations suivantes la loi de Hess pourrait-elle prévoir ? (A) 𝛥𝐻 un est égal à 𝛥𝐻 deux moins 𝛥𝐻 trois. (B) 𝛥𝐻 deux est égal à 𝛥𝐻 trois moins 𝛥𝐻 un. (C) 𝛥𝐻 un est égal à 𝛥𝐻 deux plus 𝛥𝐻 trois. (D) 𝛥𝐻 deux est égal à 𝛥𝐻 trois plus 𝛥𝐻 un. (E) 𝛥𝐻 trois est égal à 𝛥𝐻 un plus 𝛥𝐻 deux.
Dans cette question, nous avons un cycle réactionnel comprenant trois réactions chimiques. Les lettres fournies à l’intérieur des cases représentent les substances impliquées dans les réactions chimiques. Chaque réaction a également une variation d’enthalpie associée représentée par 𝛥𝐻.
Commençons par examiner la réaction numéro un dans le cycle réactionnel. Dans cette réaction, la substance A réagit avec la substance B pour produire la substance C. Cette réaction chimique est un processus direct en une étape pour produire la substance C. Si nous ne pouvions pas mesurer directement ou facilement la variation d’enthalpie pour la réaction un, nous pourrions calculer la variation d’enthalpie en additionnant les variations d’enthalpie de plusieurs réactions suivant une voie alternative ou un trajet indirect. Cette idée est résumée par la loi de Hess, qui stipule que la variation d’enthalpie d’une réaction est indépendante du chemin parcouru. Tant que nos points de départ et d’arrivée sont les mêmes, la somme des variations d’enthalpie de la voie alternative sera égale à la variation d’enthalpie du trajet direct.
Utilisons le tableau suivant pour noter les réactions chimiques et les variations d’enthalpie de la voie alternative. Notre point de départ se trouve aux réactifs A et B. Nous pouvons compléter la réaction en descendant, ce qui transforme A et B en E. Appelons cette réaction la réaction numéro deux. L’équation chimique de la réaction numéro deux peut s’écrire A plus B réagit pour former E. Et la variation d’enthalpie pour cette réaction est 𝛥𝐻 deux.
Ensuite, nous pouvons compléter la réaction qui transforme la substance E en substance C. Appelons cette réaction la réaction numéro trois. L’équation chimique de cette réaction s’écrit E réagit pour former C, et la variation d’enthalpie est 𝛥𝐻 trois. Le résultat final de ces deux réactions est le même que celui de la réaction numéro un, le trajet direct. Le produit C a été produit à partir des substances A et B, mais le processus a comporté deux étapes distinctes. Ainsi, selon la loi de Hess, la somme des variations d’enthalpie de ces deux réactions est égale à la variation d’enthalpie de la première réaction.
Écrivons une équation pour représenter cette relation. Nous pouvons écrire 𝛥𝐻 un est égal à 𝛥𝐻 deux plus 𝛥𝐻 trois. Nous pouvons également réorganiser cette équation afin de la résoudre pour 𝛥𝐻 deux ou 𝛥𝐻 trois, ce qui nous donne les deux équations suivantes. Lorsque l’on regarde les choix de réponse, la seule équation qui correspond à l’une des trois équations que nous avons écrites est le choix de réponse (C). Compte tenu du diagramme fourni, l’équation que la loi de Hess pourrait prévoir est 𝛥𝐻 un est égal à 𝛥𝐻 deux plus 𝛥𝐻 trois, ou le choix de réponse (C).
