हेस का नियम क्या है?

हेस का नियम स्विस रसायनशास्त्री हर्मेन हेस द्वारा बताया गया था और इस तथ्य पर प्रकाश डाला गया था कि एन्थैल्पी एक राज्य कार्य है। इस कानून का बयान पढ़ता है:

« एक रासायनिक प्रतिक्रिया का तापीय धारिता परिवर्तन (ΔH) जिसमें अभिकारकों का एक सेट उत्पादों में परिवर्तित हो जाता है, इस बात की परवाह किए बिना कि प्रक्रिया एक ही चरण में या लगातार चरणों की एक श्रृंखला में की जाती है »।

एक और तरीका रखो, एक प्रतिक्रिया का तापीय धारिता परिवर्तन अभिकारकों से उत्पादों के पथ से स्वतंत्र है। यह इस तथ्य का परिणाम है कि एन्थैल्पी ( एच , Δएच नहीं) एक अवस्था फलन है। इसका मतलब यह है कि इसका मूल्य पूरी तरह से सिस्टम की वर्तमान स्थिति पर निर्भर करता है, न कि सिस्टम इसे कैसे प्राप्त करता है।

हेस का नियम थर्मोकैमिस्ट्री के मूलभूत नियमों में से एक का प्रतिनिधित्व करता है और कुछ संदर्भ अवस्थाओं से विभिन्न रासायनिक पदार्थों की एन्थैल्पी के माप के सापेक्ष पैमाने की स्थापना की अनुमति देता है, जो उनके सबसे प्राकृतिक अवस्थाओं में तात्विक पदार्थों के अनुरूप होता है। बाद में देखा जाए।

हेस के नियम की व्याख्या

चूँकि ΔH उत्पादों और अभिकारकों की एन्थैल्पी के बीच के अंतर से दिया जाता है, और इनमें से प्रत्येक एन्थैल्पी केवल उस स्थिति पर निर्भर करेगी जिसमें संबंधित रासायनिक पदार्थ पाए जाते हैं; तब दोनों एन्थैल्पी के बीच का अंतर भी इस बात से स्वतंत्र होगा कि परिवर्तन कैसे किया जाता है।

ऐसी कई उपमाएँ हैं जो हमें इस अवधारणा को सरल तरीके से समझने की अनुमति देती हैं। एक उदाहरण बचत खाते में शेष राशि के रूप में किसी पदार्थ की एन्थैल्पी को देख रहा है। रासायनिक प्रतिक्रिया होने से पहले अभिकारकों में एक संतुलन (या एक एन्थैल्पी) होता है, और प्रतिक्रिया होने के बाद एक संतुलन होगा। दो शेष राशियों के बीच का अंतर इस बात से स्वतंत्र है कि कितने जमा या निकासी की गई थी। आप एक ही जमा कर सकते थे, या आप कई जमा और निकासी कर सकते थे, लेकिन एक बार जब आप उत्पादों पर पहुंच जाते हैं और अंतिम शेष राशि प्राप्त कर लेते हैं, तो यह वही होगा चाहे आप वहां कैसे पहुंचे। चूंकि सभी मामलों में हम एक ही प्रारंभिक अवस्था से शुरू कर रहे हैं, संतुलन परिवर्तन (ΔH) हमेशा समान रहेगा।

हेस के नियम के अनुप्रयोग

हेस के नियम का सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग यह है कि यह हमें अन्य, सरल रासायनिक प्रतिक्रियाओं के संयोजन के माध्यम से अप्रत्यक्ष रूप से व्यावहारिक रूप से किसी भी प्रतिक्रिया की प्रतिक्रिया एन्थैल्पी को जानने की अनुमति देता है। इसके दो विशेष रूप से महत्वपूर्ण उदाहरण हैं:

गठन की एन्थैल्पी से प्रतिक्रिया की एन्थैल्पी का निर्धारण

प्रकृति में सभी शुद्ध पदार्थ एक या अधिक रासायनिक तत्वों के परमाणुओं से बने होते हैं। इसलिए, हम हमेशा उस प्रतिक्रिया के लिए एक समीकरण लिख सकते हैं जिसमें तापमान और दबाव की मानक स्थितियों के तहत उनके तत्वों से उनकी सबसे स्थिर प्राकृतिक अवस्था में एक शुद्ध पदार्थ बनता है ।

इस प्रकार की रासायनिक अभिक्रियाओं को निर्माण अभिक्रियाएँ कहते हैं। गठन प्रतिक्रियाओं के कुछ उदाहरण हैं:

• तरल पानी की गठन प्रतिक्रिया:

• गैसीय ओजोन गठन प्रतिक्रिया:

• फेरिक ऑक्साइड गठन प्रतिक्रिया:

जिस तरह से गठन प्रतिक्रियाओं को परिभाषित किया गया है, उसके कारण हर दूसरी कल्पनीय रासायनिक प्रतिक्रिया को गठन प्रतिक्रियाओं के संयोजन के रूप में लिखा जा सकता है; कुछ आगे जाते हैं और अन्य विपरीत दिशा में जाते हैं। हेस के नियम के लिए धन्यवाद, हम कह सकते हैं कि एक ही चरण में प्रतिक्रिया के अभिकारकों को सीधे उत्पादों में बदलने के लिए तापीय धारिता परिवर्तन, इन सभी गठन प्रतिक्रियाओं की एन्थैल्पी के बराबर है, जिसे निम्नलिखित समीकरण में संक्षेपित किया गया है:

इस समीकरण में, ν संतुलित रासायनिक समीकरण के रससमीकरणमितीय गुणांक का प्रतिनिधित्व करता है।

जाली ऊर्जा का बोर्न-हैबर चक्र

बोर्न-हैबर चक्र हेस के नियम के अनुप्रयोग का एक अन्य विशिष्ट उदाहरण है। इस मामले में, संलयन, वाष्पीकरण, बंधन पृथक्करण जैसी प्रक्रियाओं की तापीय धारिता, साथ ही साथ अन्य अभिक्रिया ताप जैसे कि गठन की तापीय धारिता, आयनीकरण ऊर्जा, और इलेक्ट्रॉन समानता का उपयोग यौगिकों की जाली ऊर्जा निर्धारित करने के लिए किया जाता है। यह उस प्रक्रिया की एन्थैल्पी से मेल खाती है जिसके द्वारा एक क्रिस्टलीय आयनिक ठोस गैसीय अवस्था में अपने आयनों में अलग हो जाता है।

हेस के नियम के लिए धन्यवाद, हम इस ऊर्जा को अप्रत्यक्ष रूप से निर्धारित कर सकते हैं, इस तथ्य का उपयोग करते हुए कि एक चरण में प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया का एन्थैल्पी परिवर्तन उसी चरण से होने वाली प्रतिक्रियाओं के किसी भी अन्य सेट की एन्थैल्पी के योग के बराबर होता है। एक ही अंतिम स्थिति के लिए राज्य।

संदर्भ

एटकिन्स, पी।, और डेपौला, जे। (2014)। एटकिन्स’ फिजिकल केमिस्ट्री (रेव. एड.)। ऑक्सफोर्ड, यूनाइटेड किंगडम: ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस।

चांग, ​​​​आर। (2008)। भौतिक रसायन विज्ञान (तीसरा संस्करण)। न्यूयॉर्क शहर, न्यूयॉर्क: मैकग्रा हिल।

चांग, ​​​​आर।, मन्ज़ो, ए। आर।, लोपेज़, पीएस, और हेरांज, जेडआर (2020)। रसायन विज्ञान (10वां संस्करण)। न्यूयॉर्क शहर, एनवाई: मैकग्रा-हिल।

सुआरेज़, टी., फोंटल, बी., मेयेस, एम., बेलांडी, एफ., कॉन्ट्रेरास, आर., रोमेरो, आई. (2005)। थर्मोकैमिस्ट्री के सिद्धांत। http://www.saber.ula.ve/ से लिया गया