آخر تحديث: 2026-06-30

ما الذي ينص عليه قانون هِس

الإنثالبي دالة حالة: قيمته تتوقف على الحالة الراهنة للنظام فقط، لا على الطريقة التي وصل بها إلى تلك الحالة. وقانون هِس هو النتيجة المباشرة لذلك في التفاعلات الكيميائية؛ فتغيُّر إنثالبي التفاعل يكون نفسه سواء جرى في خطوة واحدة أم عبر أي سلسلة من الخطوات الوسيطة. وهذا ما يتيح حساب إنثالبي التفاعل من بيانات مجدولة بدلًا من قياس كل تفاعل في مسعِّر حراري.

مسار إنثالبيات التكوين

أكثر الطرق شيوعًا لتطبيق قانون هِس تستخدم إنثالبيات التكوين القياسية (ΔHf°)، وهي تغيُّر الإنثالبي عند تكوُّن مول واحد من مادة من عناصرها في حالتها القياسية. ويصبح الإنثالبي القياسي للتفاعل عندئذٍ:

حيث يمثِّل كل n المعامل المكافئ الكيميائي من المعادلة الموزونة. وتأخذ هذه الحاسبة المجموعين المرجَّحين بالمعاملات وتعيد الفرق بينهما.

مثال محلول

لنحسب الإنثالبي القياسي لاحتراق الميثان:

باستخدام إنثالبيات التكوين القياسية (kJ/mol): CH₄ = −74.8، وO₂ = 0، وCO₂ = −393.5، وH₂O(l) = −285.8.

1. مجموع النواتج: (1)(−393.5) + (2)(−285.8) = −393.5 − 571.6 = −965.1 kJ/mol.
2. مجموع المتفاعلات: (1)(−74.8) + (2)(0) = −74.8 kJ/mol.
3. بتطبيق قانون هِس: ΔH°rxn = −965.1 − (−74.8) = −890.3 kJ/mol.

تؤكد القيمة السالبة الكبيرة أن احتراق الميثان طارد للحرارة بقوة، ولهذا يُعَدُّ الغاز الطبيعي وقودًا مفيدًا.

قراءة الإشارة

تدل إشارة ΔH°rxn على اتجاه سريان الحرارة في التفاعل كما هو مكتوب.

لمّا كان الإنثالبي متناسبًا مع مقدار التفاعل، فإن عكس المعادلة يقلب إشارة ΔH، وضرب المعاملات في معامل يضرب ΔH في المعامل نفسه.

لماذا تختفي العناصر

بحكم التعريف، يكون لأكثر صور أي عنصر نقي استقرارًا في حالته القياسية ΔHf° = 0؛ فالجرافيت للكربون، وغاز O₂ للأكسجين، والحديد الفلزي للحديد. ولا تساهم هذه الأنواع في أي من المجموعين، لذا فإن التفاعل الذي يستهلك عناصر أو ينتجها لا يحتاج إلا إلى إنثالبيات تكوين مركَّباته. ولهذا لم يظهر الأكسجين في حسابات مثال الميثان.

دمج التفاعلات مباشرة

عند عدم توافر إنثالبيات التكوين، يظل بالإمكان تطبيق قانون هِس بجمع تفاعلات معروفة جبريًّا. اعكس تفاعلًا فتغيِّر إشارة ΔH الخاص به؛ واضرب تفاعلًا في معامل فتضرب ΔH الخاص به في المعامل نفسه؛ ثم اجمع الخطوات بحيث تتلاشى الأنواع الوسيطة ولا تبقى إلا المعادلة المطلوبة. وتعطي قيم ΔH المجموعة إنثالبي التفاعل المنشود. وما طريقة إنثالبيات التكوين المستخدمة هنا إلا الصيغة الأكثر منهجية للفكرة نفسها.

حسابات ذات صلة

متى عُرفت ΔH°rxn، فإن دمجها مع تغيُّر الإنتروبي يعطي طاقة جيبس الحرة، ومن ثَمَّ ما إذا كان التفاعل تلقائيًّا. ويوفِّر قياس المسعرية تحققًا تجريبيًّا مستقلًّا للإنثالبي نفسه، كما تترجم أدوات الحسابات المكافئة للغازات الناتجَ لكل مول إلى الكتل أو الأحجام التي تُتداوَل في المختبر.