موظفة دعم فني
الهندسة الزراعية, Damascus University (Syria)

قانون هنس ينص على أن المحتوى الحراري القياسي لأي تفاعل هو مجموع المحتوى الحراري القياسي للتفاعلات الوسيطة، والتي يمكن تقسيم التفاعل العام إليها، وتحدث كافة هذه التفاعلات عند درجة الحرارة نفسها، كما أن قانون هيس ينص على أن المحتوى الحراري للتفاعل مستقل عن عدد الطرق التي يمكن من خلالها الحصول على نواتج التفاعل النهائية وذلك في حال كون الشروط الأولية والنهائية متشابهة تمامًا، بالإضافة إلى أن تغير المحتوى الحراري السلبي في التفاعل يشير إلى عملية طاردة للحرارة، في حين أن تغير المحتوى الحراري الإيجابي يدل على عملية ماصة للحرارة.

ينص قانون هيس على أنه عند حدوث أي تفاعل شامل في عدة خطوات يكون المحتوى الحراري للتفاعل القياسي هو مجموع المحتوى الحراري القياسي للتفاعلات الوسيطة عند نفس درجة الحرارة، وفي قانون الحفاظ على الطاقة فإن الكمية الإجمالية للطاقة في أي نظام معزول تبقى ثابتة، حيث أنه لا يمكن إنشاء الطاقة أو هدرها ولكن يمكن أن تتحول إلى أشكال أخرى.

يشير قانون هيس إلى التفاعلات في الكيمياء الفيزيائية ويعود هذا القانون إلى العالم الكيميائي والطبيب الروسي جيرمان هيس والذي ولد في سويسرا عام 1840، وهذا القانون مستمد بشكل مباشر من قانون الحفاظ على الطاقة، حيث يعبر عن القانون الأول في الديناميكيا الحرارية، على اعتبار أن المحتوى الحراري هو دالة الحالة، لذلك فإن التغير في المحتوى الحراري بين المنتجات والمواد المتفاعلة في أي نظام كيميائي مستقل عن المسار المأخوذ من الحالة الأولية وحتى الحالة النهائية للنظام الكيميائي، كما ويمكن استخدام قانون هيس لتحديد الطاقة الإجمالية المطلوبة لأي تفاعل كيميائي، وخاصة أنه يمكن تقسيم هذا التفاعل إلى عدة خطوات وسيطة يسهل التعبير عنه بشكل إفرادي كلًا على حدا.

يمكن استخدام قانون هيس في حساب تغير المحتوى الحراري الإجمالي لتفاعل كيميائي، وتضاف تغييرات المحتوى الحراري لكل تفاعل فردي في أثناء العملية معًا أي يتم جمعها معًا، والخطوات المتبعة في حساب التغير الحراري للتفاعل هي:

  • أعد ترتيب كل معادلة بحيث تكون متوازنة مع المواد المتفاعلة والناتجة عن التفاعل، حيث تختلف تغيرات المحتوى الحراري بين المواد الصلبة والسائلة والغازية.
  • خصص لكل معادلة بعد إعادة ترتيبها قيمة صحيحة للمحتوى الحراري.
  • أضف المعادلات المعاد ترتيبها معًا لإعطاء المعادلة الإجمالية للتفاعل.
  • أضف قيم التغيرات الحرارية لكل تفاعل، تم احسب قيمة التغير الحراري للتفاعل العام.

وتعود أهمية قانون هيس لأنه يمكن تقسيم أي تفاعل كيميائي إلى خطوات متعددة واستخدام المحتوى الحراري القياسي لتحديد الطاقة الكلية للتفاعل الكيميائي، ويتم تجميع جداول للمحتوى الحراري القياسية من التجارب ويتم الحصول عليها بقياس السعرات الحرارية. ومن هذه القيم بالإمكان تحديد نواتج التفاعل إذا كانت مفضلة ديناميكيًا حراريًا أم لا، ومن أهم استخدامات قانون هيس ما يلي:

  • حساب تقارب الإلكترونات بناءً على طاقة الشبكة النظرية.
  • حساب تغيرات الحرارية لانتقالات الطور.
  • حساب تغيرات الحرارة للمواد المتأثرة.
  • إيجاد حرارة تكوين وسيط غير مستقر في التفاعل.
  • البحث عن الطاقة الشبكية للمركبات الأيونية.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هو قانون هيس"؟