Lavoisierův–Laplaceův zákon

Lavoisierův–Laplaceův zákon nebo také první termochemický zákon objevili v roce 1780 francouzští vědci Antoine-Laurent de Lavoisier a Pierre Simon de Laplace. Tento zákon byl původně formulován tak, že teplo potřebné k rozložení chemické sloučeniny na prvky je stejně velké, jako teplo uvolněné při tvorbě této sloučeniny z prvků. Postupně byl rozšířen na všechny chemické reakce.

Obecně tedy podle tohoto zákona platí, že při průběhu jakékoliv chemické reakce v přímém i opačném směru je hodnota spotřebovaného nebo uvolněného tepla stejná pouze s opačným znaménkem.

Tento zákon je v souladu s principem zachování energie (první termodynamický zákon). Kdyby se totiž hodnota tepla opačné reakce lišila od hodnoty tepla reakce přímé, bylo by možné produkovat celkovou tepelnou energii bez jakékoliv náhrady z jiné energie. Bylo by to perpetuum mobile.

Formulace Lavoisierova–Laplaceova zákona

Používá se několik formulací tohoto zákona:

Reakční teplo dané reakce a reakční teplo téže reakce, probíhající opačným směrem, je až na znaménko stejné.
Hodnota reakčního tepla přímé nebo protisměrné reakce je stejná, mění se však hodnota jeho znaménka (+/−).
Reakční entalpie ∆H přímé a zpětné reakce je až na znaménko stejná.

Příklady Lavoisierova–Laplaceova zákona

Vznik a rozklad amoniaku:

N₂ (g) + 3 H₂ (g) → 2 NH₃ (g); ΔH = −92,4 kJ·mol⁻¹

2 NH₃ (g) → N₂ (g) + 3 H₂ (g); ΔH = +92,4 kJ·mol⁻¹

Hoření vodíku v kyslíku a rozklad vody:

2 H₂ (g) + O₂ (g) → 2 H₂O (g); ΔH = −483,6 kJ·mol⁻¹

2 H₂O (g) → 2 H₂ (g) + O₂ (g); ΔH = +483,6 kJ·mol⁻¹

Vznik oxidu uhličitého z oxidu uhelnatého a obráceně:

CO + H₂O → CO₂ + H₂; ΔH = −39,1 kJ kJ·mol⁻¹

CO₂ + H₂ → CO + H₂O; ΔH = +39,1 kJ kJ·mol⁻¹

Rozdělení tepelných reakcí

Podle Lavoisierova–Laplaceova zákona platí, že při průběhu jakékoliv chemické reakce v přímém i opačném směru je hodnota spotřebovaného nebo uvolněného tepla stejná pouze s opačným znaménkem. Reakce se podle toho dělí na:

Exotermní jsou reakce, při kterých je teplo uvolňováno. Pro exotermní děje je hodnota ΔH záporná (ΔH < 0), protože systém předal do okolí teplo a je o energii chudší.
Endotermní jsou reakce, při kterých je teplo spotřebováno. Pro endotermní děje je hodnota ΔH kladná (ΔH > 0), protože systém od okolí energii přijal.

Reference

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Conservation of energy na anglické Wikipedii a Antoine Laurent de Lavoisier na německé Wikipedii.

Související články