يتم استخدام قانون هيس في الديناميكا الحرارية للتحقق بشكل غير مباشر من حرارة التفاعل ، ووفقًا لسلائف هذا القانون ، فقد وضع الكيميائي السويسري جيرمان هنري هيس في عام 1840 أنه إذا تفاعلت عملية المتفاعلات لإعطاء عملية من المنتجات ، فإن الحرارة من التفاعل المنطلق أو الممتص مستقل عما إذا كان التفاعل قد تم في فترة واحدة أو أكثر. أي أن حرارة التفاعل لا تحتاج إلا إلى المواد المتفاعلة والنواتج ، أو أن حرارة التفاعل هي دالة للحالة.
كان هيس مشغولاً تمامًا بالكيمياء ، وكان من أشهر الأعمال قانون مجموع الحرارة الثابت ، والذي سُمي لاحقًا باسم قانون هيس تكريماً له ؛ لقد أوضحت بشكل أساسي أن المحتوى الحراري للتفاعل يمكن تحقيقه عن طريق إضافة المحتوى الحراري جبريًا للتفاعلات الأخرى ، بعضها يتعلق بالتفاعل المهم. قانون هيس هو أن استخدام التفاعلات الكيميائية أصبح أحد المبادئ الأولى للديناميكا الحرارية.
هذا المبدأ هو نظام مغلق ثابت الحرارة ، أي أنه لا يوجد تبادل حراري مع الأنظمة الأخرى أو بيئتها كما لو كانت معزولة ، والتي تتطور من مرحلة أولية إلى مرحلة نهائية أخرى. فمثلا:
حرارة تكوين ðH1 لأول أكسيد الكربون ، CO:
C + 1/2 O2 = CO AH1
لا يمكن إثباته مباشرة في البيئة التي يتم إنتاجه فيها ، يتم تحويل جزء من ثاني أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون ، ولكن إذا كان من الممكن قياسه مباشرةً باستخدام مقياس السعرات الحرارية ، فإن درجات حرارة تفاعل العمليات التالية:
AH2 = 282´6 kJ / mol
C + O2 = CO2
AH3 = -392´9 kJ / mol
حرارة التفاعل هي المجموع الجبري لسخونة هذه التفاعلات.
في الحرارة من رد فعل لعملية كيميائية أنشئت هي دائما نفسها، مهما كانت العملية التي قدمها رد فعل أو مراحله المتوسطة.
المحتوى الحراري هو مقدار من الديناميكا الحرارية يمثله الحرف الكبير H ويصف كمية الطاقة التي يتبادلها النظام مع بيئته. في قانون هيس يشرح أن تغييرات المحتوى الحراري هي مادة مضافة ، Hneta = ΣΔHr وتحتوي على ثلاثة معايير:
Original text
- إذا تم عكس المعادلة الكيميائية ، يتم عكس رمز ΔH أيضًا.
- إذا تم ضرب المعاملات ، اضرب ΔH في نفس العامل.
- إذا تم تقسيم المعاملات ، اقسم ΔH على نفس القاسم.
- يجب عكس المعادلة (1) (يتم أيضًا عكس قيمة المحتوى الحراري).
- يجب ضرب المعادلة (2) في 2 (يتم ضرب المعادلة بأكملها ، كل من المواد المتفاعلة والمنتجات وقيمة المحتوى الحراري ، لأنها خاصية واسعة النطاق.
- المعادلة (3) ، تبقى كما هي.
- يتم إضافة أو إلغاء المواد المتفاعلة والمنتجات.
- تضيف المحتوى الحراري جبريًا.
على سبيل المثال: يتم حساب المحتوى الحراري للتفاعل:
2 C (s) + H2 (g) → C2H2 (g)
و البيانات هي على النحو التالي:
تقترح المعادلات المقابلة للمحتوى الحراري المعطى:
توجد فيها المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل الكيميائي المطلوب:
الآن يجب تعديل المعادلات:
و مجموع المجهزة المعادلات يجب أن تعطي المعادلة المشكلة.
