கெஸ்ஸின் விதி

கெஸ்ஸின் விதி (Hess' law) என்றும் அழைக்கப்படும் கெஸ்ஸின் மாறா வெப்ப அடக்கக் கூடுதல் விதி (Hess's law of constant heat summation), 1840 ஆம் ஆண்டில், சுவிட்சர்லாந்தில் பிறந்த உருசிய வேதியியலாளரும், மருத்துவருமான கெர்மான் கெஸ் என்பவரின் பெயரிடப்பட்ட இயற்பிய வேதியியலில் ஒரு தொடர்பு குறித்த விதியாகும். வேதி வினையின் முழுமையான போக்கில் மொத்த வெப்ப அடக்க மாற்றம் வினை நிகழும் படிகளின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்ததன்று என்று இவ்விதி கூறுகிறது.^[1]

கெஸ்ஸின் விதி இப்போது ஆற்றல் அழிவின்மையை விளக்கும் விதமாகக் கொள்ளப்படுகிறது. இந்த விதியில் சொல்லப்படுவது, வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியிலும் வெளிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. மேலும், ஒரு வேதியியல் செயல்முறையின் வெப்பப் பொதிவு (அல்லது) வெப்ப அடக்கம் தொடக்க நிலையில் இருந்து இறுதி நிலைக்கு செல்லும் பாதையைப் பொறுத்து மாறுபடுவதல்ல எனவும் அதாவது வெப்ப அடக்கமானது ஒரு நிலைச் சார்பு எனவும் கொள்ளலாம். பல வேதிவினைகளுக்கு கலோரிமெட்ரி மூலம் வேதிவினை வெப்பப் பொதிவு மாற்றங்களை தீர்மானிக்க முடியும். மதிப்புகள் பொதுவாக அதே ஆரம்ப மற்றும் இறுதி வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களைக் கொண்ட செயல்முறைகளுக்குக் குறிப்பிடப்படுகின்றன, இருப்பினும் வேதிவினையின் போது நிலைமைகள் மாறுபடும். வேதி வினைக்குத் தேவையான ஒட்டுமொத்த ஆற்றலைத் தீர்மானிக்க ஹெஸ்ஸின் விதியைப் பயன்படுத்தலாம், அதை தனித்தனியாக வகைப்படுத்த எளிதான செயற்கையான படிநிலைகளாகப் பிரிக்கலாம். இது உருவாக்கத்தின் நிலையான வெப்ப அடக்கத்தின் தொகுப்பை வழங்குகிறது, இது சிக்கலான தொகுப்புகளை வடிவமைப்பதற்கான அடிப்படையாகப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

கோட்பாடு தொகு

ஒரு கொடுக்கப்பட்ட வினையில் வெப்பம் உறிஞ்சப்படுதல் அல்லது உமிழப்படுதலானது, அவ்வமைப்பின் ஆரம்ப மற்றும் இறுதி நிலைகளை மட்டுமே பொறுத்தமையுமேயன்றி, அம்மாற்றமானது எவ்வழிமுறையில் அல்லது எத்தனை படிகளில் நிகழ்கிறது என்பதை பொறுத்து அமைவதில்லை.

வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், ஒரு வேதியியல் மாற்றம் பல்வேறு வழிமுறைகளில் நடந்தாலும், வேதி மாற்றம் நிகழும் வழியைப் பொருட்படுத்தாமல் ஒட்டுமொத்த வெப்ப அடக்க மாற்றம் ஒன்றே (ஆரம்ப மற்றும் இறுதி நிலை ஒரே மாதிரியாக இருந்தால்).

ஹெஸ்ஸின் விதியானது ஒரு வேதிவினையின் வெப்ப அடக்க மாற்றம் நேரடியாக அளவிட முடியாததாக இருந்தாலும், அதைக் கணக்கிட அனுமதிக்கிறது. உருவாக்கத்தின் வெப்ப அடக்கத்திற்கு முன்னர் தீர்மானிக்கப்பட்ட மதிப்புகளைப் பயன்படுத்தி வேதிவினைகளின் வேதியியல் சமன்பாடுகளின் அடிப்படையில் அடிப்படை இயற்கணித செயல்பாடுகளைச் செய்வதன் மூலம் இது நிறைவேற்றப்படுகிறது.

வேதிச் சமன்பாடுகளின் சேர்க்கையானது நிகர அல்லது ஒட்டுமொத்த சமன்பாட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது. ஒவ்வொரு சமன்பாட்டிற்கும் வெப்ப அடக்க மாற்றம் தெரிந்தால், இதன் தொகு விளைவே நிகர சமன்பாட்டிற்கான வெப்ப அடக்க மாற்றமாக இருக்கும். நிகர வெப்ப அடக்க மாற்றம் எதிர்மறையாக இருந்தால் (ΔH_net < 0), வேதிவினை வெப்பம் உமிழும் வினையாகவும், வினை தன்னிச்சையாக நிகழ்வதாகவும் இருக்கும்; நேர்மறை ΔH மதிப்புகள் வெப்பம் கொள் வினைகளுக்கு உகந்ததாயிருக்கிறது. ஒரு வேதிவினை தன்னிச்சையாக நிகழும் தன்மையைத் தீர்மானிப்பதில் சிதறம் முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது, ஏனெனில், நேர்மறையான வெப்ப அடக்க மாற்றம் கொண்ட சில வேதிவினைகள் கூட தன்னிச்சையாக நிகழும் தன்மை உடையவையாக உள்ளன.

ஹெஸ்ஸின் வதி வெப்ப அடக்க (அ) வெப்பப் பொதிவு மாற்றங்கள் சேர்க்கைப் பண்பைப் பெற்றுள்ளன என்று கூறுகிறது. ஆகையால், ஒற்றை வேதிவினைக்கான ΔH

\Delta H_{\text{reaction}}^{\ominus }=\sum \Delta H_{\mathrm {f} \,({\text{products}})}^{\ominus }-\sum \Delta H_{\mathrm {f} \,({\text{reactants}})}^{\ominus }

இங்கே $\Delta H_{f}$ என்பது உருவாக்கத்திற்கான வெப்ப அடக்க மதிப்பைக் குறிக்கிறது.

$\Delta H_{\mathrm {f} \,({\text{products}})}^{\ominus }$ என்பது நிலைச் சார்பு மதிப்புகளைக் குறிக்கிறது. இது இரண்டு (உண்மையான அல்லது கற்பனையான) வேதிவினைகளின் கூட்டுத்தொகையாகக் கருதப்படலாம்:

வேதிவினைகள் → கூறுகள்

\Delta H^{\ominus }=-\sum \Delta H_{\mathrm {f} \,({\text{reactants}})}^{\ominus }

மற்றும் தனிமங்கள் → விளைபொருள்கள்

\Delta H^{\ominus }=\sum \Delta H_{\mathrm {f} \,({\text{products}})}^{\ominus }

எடுத்துக்காட்டுகள் தொகு

1) (a) C _{கிராஃபைட்} + O ₂ → CO ₂ (g) ; (ΔH = –393.5 kJ/mol) (நேரடி படி)

(ஆ) C _{கிராஃபைட்} + 1/2 O₂ → CO (g) ; (ΔH = –110.5 kJ/mol)

(c) CO (g) +1/2 O ₂ → CO ₂ (g); (ΔH = –283.02 kJ/mol)

வேதிவினை (a) என்பது வேதிவினைகள் (b) மற்றும் (c) ஆகியவற்றின் கூட்டுத்தொகை , இதற்காக மொத்த ΔH = –393.5 kJ/mol இது (a) இல் ΔH க்கு சமம்.

ΔH மதிப்பில் உள்ள வேறுபாடு 0.02 kJ/mol ஆகும், இது அளவீட்டுப் பிழைகள் காரணமாக ஏற்படுவதாகும்.

2) தரப்பட்டது:

B ₂ O ₃ (s) + 3H ₂ O (g) → 3O ₂ (g) + B ₂ H ₆ (g) (ΔH = 2035 kJ/mol)
H ₂ O (l) → H ₂ O (g) (ΔH = 44 kJ/mol)
H ₂ (g) + 1/2 O ₂ (g) → H ₂ O (l) (ΔH = –286 kJ/mol)
2B (s) + 3H ₂ (g) → B ₂ H ₆ (g) (ΔH = 36 kJ/mol)

ΔH _{f ஐக்} கண்டறியவும்:

2B (s) + 3/2 O ₂ (g) → B ₂ O ₃ (s)

சமன்பாடுகளை (மற்றும் அவற்றின் வெப்ப அடக்க மாற்றங்கள்) பொருத்தமான காரணிகளால் பெருக்கி, தேவைப்படும்போது திசையை மாற்றிய பின், விளைவு:

B ₂ H ₆ (g) + 3O ₂ (g) → B ₂ O ₃ (s) + 3H ₂ O (g) (ΔH = 2035 × (–1) = –2035 kJ/mol)
3H ₂ O (g) → 3H ₂ O (l) (ΔH = 44 × (–3) = –132 kJ/mol)
3H ₂ O (l) → 3H ₂ (g) + (3/2) O ₂ (g) (ΔH = –286 × (–3) = 858 kJ/mol)
2B (s) + 3H ₂ (g) → B ₂ H ₆ (g) (ΔH = 36 kJ/mol)

இந்த சமன்பாடுகளைச் சேர்த்து, இரு பக்கங்களிலும் உள்ள பொதுவான விதிமுறைகளை நீக்குகிறோம்

2B (s) + 3/2 O ₂ (g) → B ₂ O ₃ (s) (ΔH = –1273 kJ/mol)

பயன்பாடுகள் தொகு

ஹெஸ்ஸின் விதி பின்வருவனவற்றின் வெப்ப அடக்க அல்லது வெப்பப் பொதிவு மதிப்புகளைத் தீர்மானிப்பதில் பயனுள்ளதாக இருக்கும்: ^[2]

CO _(g) மற்றும் NO _(g) போன்ற நிலையற்ற இடைநிலைகளை உருவாக்கும் வெப்பங்கள்.
நிலை மாற்றங்கள் மற்றும் தனிம புறவேற்றுமை மாற்றங்களில் வெப்ப மாற்றங்கள்.
அயனியை உருவாக்க எலக்ட்ரான் தொடர்பு தெரிந்தால், அல்லது போர்ன் -ஹேபர் சுழற்சிகளை உருவாக்குவதன் மூலம் அயனிப் பொருட்களின் படிகக்கூடு ஆற்றல்கள்
கருத்தியலான படிகக்கூடு ஆற்றலுடன் ஒரு போர்ன் -ஹேபர் சுழற்சியைப் பயன்படுத்தி எலக்ட்ரான் நாட்டங்கள்

இவற்றையும் பார்க்க தொகு

மேற்கோள்கள் தொகு

↑ "Hess' Law - Conservation of Energy". University of Waterloo. Archived from the original on 9 January 2015. பார்க்கப்பட்ட நாள் 12 January 2014.
↑ Mannam Krishnamurthy; Subba Rao Naidu (2012). "7". in Lokeswara Gupta. Chemistry for ISEET - Volume 1, Part A (2012 ). ஐதராபாத்து (இந்தியா): Varsity Education Management Limited. பக். 244. Mannam Krishnamurthy; Subba Rao Naidu (2012). "7". In Lokeswara Gupta (ed.). Chemistry for ISEET - Volume 1, Part A (2012 ed.). Hyderabad, India: Varsity Education Management Limited. p. 244.

Chakrabarty, D.K. (2001). An Introduction to Physical Chemistry. Mumbai: Alpha Science. பக். 34–37. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:1-84265-059-9.

வெளி இணைப்புகள் தொகு

Hess' paper (1840) on which his law is based (at ChemTeam site)
a Hess’ Law experiment பரணிடப்பட்டது 2016-03-03 at the வந்தவழி இயந்திரம்

[1] "Hess' Law - Conservation of Energy". University of Waterloo. Archived from the original on 9 January 2015. பார்க்கப்பட்ட நாள் 12 January 2014.

[Aakash1-2] Mannam Krishnamurthy; Subba Rao Naidu (2012). "7". in Lokeswara Gupta. Chemistry for ISEET - Volume 1, Part A (2012 ). ஐதராபாத்து (இந்தியா): Varsity Education Management Limited. பக். 244. Mannam Krishnamurthy; Subba Rao Naidu (2012). "7". In Lokeswara Gupta (ed.). Chemistry for ISEET - Volume 1, Part A (2012 ed.). Hyderabad, India: Varsity Education Management Limited. p. 244.

[1]

[2]