Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

6.10: قانون هس
فهرس المحتويات

JoVE Core
Chemistry

This content is Free Access.

Education
Hess's Law
 
نسخة طبق الأصل

6.10: قانون هس

هناك طريقتان لتحديد كمية الحرارة التي ينطوي عليها التغير الكيميائي: قياس الحرارة تجريبياً، أو حسابها من تغيرات أخرى في المحتوى الحراري محددة تجريبياً. من الصعب، إن لم يكن من المستحيل، دراسة بعض التفاعلات وإجراء قياسات دقيقة من الناحية التجارعية. وحتى عندما لا يكون من الصعب تنفيذ التفاعل أو قياسه، فمن المناسب أن تكون قادرًا على تحديد الحرارة التي ينطوي عليها التفاعل دون الحاجة إلى إجراء تجربة.

وعادة ما يتضمن هذا النوع من الحسابات استخدام قانون هس’s الذي ينص على ما يلي: إذا كان من الممكن كتابة عملية كمجموع عدة عمليات متدرجة، فإن التغير في المحتوى الحراري للعملية الكلية يساوي مجموع التغيرات في المحتوى الحراري للخطوات المختلفة. إن قانون هس’s صالح لأن المحتوى الحراري هو دالة حالة: فالتغيرات في المحتوى الحراري تعتمد فقط على المكان الذي تبدأ فيه العملية الكيميائية وتنتهي، ولكن ليس على المسار الذي تسلكه من البداية إلى النهاية. على سبيل المثال، يحدث تفاعل الكربون مع الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون إما بشكل مباشر أو من خلال عملية من خطوتين. تتم كتابة العملية المباشرة على النحو التالي:

Eq1

في العملية ذات الخطوتين، يتم تكوين أول أكسيد الكربون:

Eq2

بعد ذلك ، أول أكسيد الكربون يتفاعل بشكل أكبر لتكوين ثاني أكسيد الكربون:

Eq3

إن المعادلة التي تصف التفاعل الكلي هي مجموع هذين التغييرين الكيميائيين:

Eq4

نظرًا لأن أول أكسيد الكربون الذي تم إنتاجه في الخطوة 1 يتم استهلاكه في الخطوة 2، فإن صافي التغيير هو:

Eq5

ووفقاً لقانون هس’s، فإن التغير في المحتوى الحراري للتفاعل سيساوي مجموع التغيرات في المحتوى الحراري للخطوات.

Eq6

تكون قيمة ΔH للتفاعل الإجمالي هي نفسها، بغض النظر عما إذا كان يحدث في خطوة واحدة أو اثنتين. وهذا الاستنتاج (إجمالي ΔH للتفاعل = مجموع قيم ΔH لـ “خطوات” التفاعل في التفاعل الاجمالي) هو صحيح بشكل عام للعمليات الكيميائية والفيزيائية.

هناك ميزتان هامتان لـ ΔH أثبتتا فائدتين أثناء حل المشاكل باستخدام قانون هس’s. ويستند ذلك إلى حقيقة أن تكون قيمة ΔH متناسبة بشكل مباشر مع كميات المواد المتفاعلة أو المنتجات، وتغيير التفاعل (أو المعادلة الكيميائية الحرارية) بطرق محددة بشكل جيد لتغيير قيمة ΔH accordingly وفقاً لذلك.

على سبيل المثال، التغير في المحتوى الحراري للتفاعل الذي يشكل مول واحد من NO2 (g) هو +33.2 كيلو جول:

Eq7

عندما يتم تكوين 2 مول من NO2 (ضعف العدد)، تكون قيمة ΔH أكبر بمرّتين:

Eq8

بشكل عام، إذا كان ضرب معادلة كيميائية أو قسمتها، فيجب أيضًا ضرب التغير في المحتوى الحراري أو قسمته على العدد نفسه.

تكون قيمةΔH للتفاعل في اتجاه واحد متساوية في الحجم ومعاكسة بلعلامة لـ ΔH للتفاعل في الاتجاه المعاكس. على سبيل المثال:

Eq9

ثم، بالنسبة إلى التفاعل العكسي، ينعكس التغير في المحتوى الحراري أيضًا:

Eq10

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section 5.3: Enthalpy.


قراءات مُقترحة

Tags

Hess's Law Enthalpy Change Reaction Steps Laboratory Setting Enthalpy Of Each Step State Function Net Enthalpy Change Constant Heat Summation Thermochemical Reactions Manipulated Reaction Stoichiometric Quantities Direction Of The Reaction Unknown Enthalpy Of Reaction Endothermic Reaction

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter