شرح قانون هس في الكيمياء

ينص قانون هس (بالإنجليزيّة: Hess’s law) على أن التغيّر في أي نوع من أنواع الطاقة في أي تفاعل كيميائي بشكل كلّي (التغير في الطاقة الكلية للتفاعل) يساوي مجموع التغيّر في الطّاقة في كلّ طرف من أطراف التفاعل، وقد سمّي بهذا الاسم نسبة للعالم الكيميائي الروسيّ جيرمان هس (بالإنجليزيّة: Germain Hess)، ويمكن صياغته رياضيًا باستخدام العلاقة الآتية:[١]


ΔH = Hproducts - Hreactants


حيث إن:

ΔH: التغير في الطاقة الكلية للتفاعل.

Hproducts: طاقة المواد المتفاعلة.

Hreactants: طاقة المواد الناتجة.


يعرف قانون هس أيضًا بقانون حفظ الطاقة (بالإنجليزيّة: Conversation of Energy)، وبفضل هذا القانون، فقد أصبح التعامل مع المعادلات الكيميائيّة أسهل من ناحية كتابتها، حيث يعبر قانون هس عن مقدار الطاقة المنبعثة في التفاعلات الباعثة للطاقة (بالإنجليزيّة: Exothermic Reactions) بالإشارة السالبة، بينما يعبر عن مقدار الطاقة المستهلكة أو الممتصة في التفاعلات الممتصّة للطاقة (بالإنجليزيّة: Endothermic Reaction) بالإشارة الموجبة.[٢]


اكتشاف قانون هس

قادت تحقيقات هس في طبيعة التقارب الكيميائي - سبب انجذاب الذرات لبعضها البعض - إلى دراسة كميات الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية، وبعد التجارب التي أجراها على هيدرات مختلفة لحمض الكبريتيك (والهيدرات هي أملاح لا عضوية تحتوي بلوراتها على جزئيات من الماء)؛ أثبت هس من خلال ذلك أن الحرارة المتصاعدة في تكوينها كانت دائمًا كما هي، سواء كانت التفاعلات تسير بشكل مباشر أو متدرج، أي أنّ الحرارة الممتصّة أو المتحوّلة في أي تفاعل كيميائي هي قيمة ثابتة في مسار التفاعل الكيميائيّ، أو في المراحل التي أُجريت للحصول على التفاعل.[٣]


مكتشف قانون هس

يعود الفضل في اكتشاف قانون هس إلى الكيميائيّ روسي الأصل جيرمان هينري هس، والذي ولد في مدينة جنيف في سويسرا عام 1802م وتوفي في مدينة سان بطرسبرغ في روسيا عام 1850م، وقد شكّلت دراساته للحرارة في التفاعلات الكيميائية أساس الكيمياء الحرارية (بالإنجليزيّة: Thermochemistry)، وفي عام 1840م، أعلن هيس عن قانون التجميع الحراري المستمر، والمعروف أيضًا باسم قانون هس، كما بشر قانون هس بصياغة قانون أكثر اكتمالا للحفاظ على الطاقة ومهد الطريق لتطوير الديناميكا الحرارية الكيميائية (بالإنجليزيّة: Chemical فhermodynamics) لاحقًا على يد غيره من العلماء.[٣]


أهمية قانون هس

سهّل قانون هس التعامل مع المعادلات الكيميائيّة بشكل كبير على النحو الآتي:[٤]

  • من ناحية كتابة المعادلات الكيميائيّة الحراريّة (بالإنجليزيّة: Thermochemical Equations) فإنه أصبح بالإمكان جمع حدود المعادلة، أو طرحها، أو ضربها وكأنها معادلة جبريّة عاديّة (بالإنجليزيّة: Algebraic Equations).
  • يمكن الاستفادة من قانون هس بشكل جيّد في حساب الحرارة (بالإنجليزيّة: Heat) الناتجة عن المعادلات الكيميائيّة التي لا تتم فورًا.
  • يمكن من خلال قانون هس حساب الحرارة الناتجة عن التفاعلات البطيئة جدّا.
  • يمكن من خلال قانون هس حساب الحرارة الناتجة عن تفاعلات التكوين (بالإنجليزيّة: Formation) أو تفاعلات التحييد (بالإنجليزيّة: Neutralization).

المراجع

  1. ↑ "Hess's Law", chemistry libretexts, Retrieved 2/8/2021. Edited.
  2. ↑ "Hess's Law: Definition, Formula & Examples", study, Retrieved 2/8/2021. Edited.
  3. ^ أ ب "Germain Henri Hess", britannica, Retrieved 3/8/2021. Edited.
  4. ↑ "Hess’s law and its applications ", the fact factor, Retrieved 3/8/2021. Edited.