「ヘスの法則」という略語で知られているだけでなく、一定の熱和のヘスの法則は物理化学における重要な関係であり、1840 年にそれを発表したスイス生まれのロシアの化学者であり医師であるジェルマン ヘスにちなんで名付けられました。この概念によれば、化学反応の全過程で発生する全エンタルピー変化は、実行される一連のステップに依存しません。
ヘスの法則は、化学プロセスのエンタルピーが、手順の過程で初期状態から最終状態に至るまでの経路とは無関係であるという概念の表明であると今日認識されています (つまり、エンタルピーは状態関数です)。熱力学の最初のルールで述べたように、一定の圧力で起こる反応による系のエンタルピー変化は、吸収された熱 (または放出された熱のマイナス) に等しく、さまざまなプロセスの熱量測定を使用して計算できます。値は通常、反応の開始時と終了時に同じ温度と圧力で発生する反応に対して与えられます (条件は反応の過程で変化することが許容されます)。ヘスの法則を使用して、化学反応に必要なエネルギーの総量を計算できます。化学反応は、反応自体よりも個別に特徴付けが容易な合成ステップに分割できます。これにより、従来の生成エンタルピーのコンパイルが可能になり、より複雑な複雑な合成におけるエンタルピー変化を予測するために使用できます。
ヘスの法則の説明
反応物と生成物の両方の開始状態と終了状態が等しい条件下では、ヘスの法則は、化学反応のエンタルピーの変化は、反応が単一のステップで発生するか複数のステップで発生するかに関係なく同じであると主張します。エンタルピーは広範な属性です。つまり、エンタルピーの値は、計算に使用されるサンプル サイズに応じて変化します。その結果、反応のエンタルピーは、プロセスに含まれるモル数に比例して変化します。
これを念頭に置いて、化学変化が多数の異なるチャネルを介して発生するかどうかは問題ではありません。全体的なエンタルピー変化は、化学変化がどの経路で発生するかに関係なく同じです (初期条件と最終条件が同じ場合)。熱力学の第一法則は、これが真実でない場合、法則を破る可能性があると述べています.
反応の場合、ヘスの法則により、反応を直接観測できない場合でもエンタルピー変化 (H) を計算できます。反応の化学方程式に基づく基本的な代数操作がこれを行うために使用され、生成エンタルピーの以前に計算された値が計算の基礎として機能します。
全体の方程式とも呼ばれる正味の方程式は、いくつかの化学方程式を組み合わせることによって形成されます。シリーズ内のすべての方程式のエンタルピー変化がわかっている場合、正味方程式のエンタルピー変化の合計が正味方程式のエンタルピー変化になります。正味のエンタルピー変化が負の場合、反応は発熱性であるため、自然に発生する可能性が高くなります。正の H 値は吸熱反応に対応するため、自然に発生する可能性は低くなります。正のエンタルピー変化を伴う一部の反応は、反応系でのエントロピーの上昇により、依然として自発的と見なされる可能性があるため、エントロピーは自発性を決定する際にも重要な役割を果たす可能性があることに注意してください。
ヘスの法則とその重要性
化学反応を多くのステップに分解し、従来の生成エンタルピーを使用して、反応全体に関与するエネルギー量を決定することができます。これは、ヘスの法則が成り立つため可能です。等価エンタルピー表は、通常熱量測定によって得られる経験的データを使用してコンパイルされます。これらの表を参照することで、より複雑な反応が熱力学的に有利かどうかを判断することができます。
結論
ヘスの法則は、化学反応によって変化したエネルギーの総量は、その反応を構成する個々の反応のすべてによって変化したエネルギーの総量に等しいと述べています。言い換えれば、化学反応のエンタルピー変化 (つまり、一定圧力下での反応熱) は、初期状態と最終状態の間の経路とは無関係です。基本的に、この法則は熱力学の第一法則とエネルギー保存則のバリエーションです。
