قانون هس في الكيمياء: العكس والضرب وجمع الإنتالبي

الخلاصة السريعة

رتب المعادلات حتى تنتج التحول المطلوب، ثم اجمع قيم ΔH.

• عكس المعادلة يقلب إشارة ΔH؛ ضرب المعاملات يضرب القيمة بالعامل نفسه. ^[1]
• تجمع الخطوات للابتداء والانتهاء نفسيهما، مع الحفاظ على حالة المواد وشروط القيم. ^[1]
• في المثال الافتراضي: A → B قيمته +36 kJ، وعكس C → B يعطي −92 kJ؛ المحصلة A → C تساوي −56 kJ.
• للمعادلة 2A → 2C، تصبح النتيجة −112 kJ. هذه طاقة للتحول المكتوب، لا درجة حرارة.

لماذا نحتاج البداية والنهاية نفسيهما؟

يعرّف الإنتالبي بالعلاقة H = U + PV. عند ضغط ثابت ومع شغل الضغط والحجم وحده، يساوي تغيره انتقال الحرارة. ^[1]

إذا جمعت تغيرات تصل بين حالتين محددتين، ألغي وصف الحالات الوسيطة من المحصلة. لا تغير الطور أو ظروف القيمة أثناء إلغاء الرمز نفسه. ^[1]

ضع المعادلة المطلوبة أعلى ورقة الحل. قبل حساب أي مجموع، افحص إن كانت المعادلات المعطاة تصل بالفعل بين الطرفين المطلوبين.

مثال أصلي: نعكس خطوة ثم نجمع

نختار صورًا افتراضية A و B و C للمادة نفسها، وقيمًا تعليمية عند شروط متوافقة. المعطى الأول A → B: +36 kJ، والثاني C → B: +92 kJ. لا ننسبها إلى مادة أو قياس.

نحتاج النهاية C، لذا نقلب الخطوة الثانية: B → C: −92 kJ. بعد الجمع يظهر B في الطرفين فيلغى، وتبقى A → C.

الحساب 36 − 92 = −56 kJ. إذا جمعت 36 و 92 قبل ترتيب اتجاه الخطوة الثانية، تحصل على 128؛ هذا لا يصف الاتجاه الذي طلبناه.

الرسم يفصل الطريق المار عبر B من المحصلة المباشرة. السهم المباشر يصف فرق الإنتالبي بين الطرفين، ولا يثبت وقوع خطوة تفاعل مباشرة في الواقع.

تغيير المقدار والتحقق من الوحدة

عند مضاعفة التحول تتضاعف ΔH. ^[1] في مثالنا، نكتب 2A → 2B: +72 kJ، و 2B → 2C: −184 kJ؛ ثم 72 − 184 = −112 kJ.

نراجع بطريق مستقل: 2 × (−56) = −112 kJ. تطابق الحسابين يختبر العكس والضرب معًا. أما كتابة −56 بجانب المعادلة المضاعفة، فتترك القيمة مرتبطة بمقدار آخر.

الكيلوجول وحدة طاقة، وليس حرارة مقاسة بالدرجات. كذلك لا تحول قيمة kJ للتحول المكتوب إلى kJ/mol دون تحديد مول أي مادة وعدده في تلك المعادلة. ^[1]

للمتابعة في موضوع قريب، اقرأ: تطبيقات الديناميكا الحرارية في الحياة: المحركات والتبريد والتدفئة.