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この記事は検証可能 な参考文献や出典 が全く示されていないか、不十分です。 出典を追加 して記事の信頼性向上にご協力ください。（このテンプレートの使い方 ） 出典検索? "ヘスの法則" – ニュース · 書籍 · スカラー · CiNii · J-STAGE · NDL · dlib.jp · ジャパンサーチ · TWL （2011年10月
ヘ ス の 法 則 ︵ へ す の ほ う そ く 、 英 : H e s s ' s l a w ︶ は 、 ス イ ス 生 ま れ の ロ シ ア の 化 学 者 ジ ェ ル マ ン ・ ア ン リ ・ ヘ ス が 1 8 4 0 年 に 発 表 し た 熱 化 学 の 法 則 。 総 熱 量 不 変 の 法 則 ︵ t h e l a w o f c o n s t a n t h e a t s u m m a t i o n ︶ と も い う 。 ヘ ス の 法 則 は 熱 力 学 第 一 法 則 の 化 学 的 言 い 換 え で あ る が 、 熱 力 学 第 一 法 則 の 提 唱 以 前 に 発 見 さ れ た こ と は 特 筆 す べ き 点 で あ る 。
ヘ ス は 硫 酸 と 水 を 様 々 な 割 合 で 混 合 し 、 各 々 の 組 み 合 わ せ に 対 し て 反 応 熱 を 測 定 し た 。 こ れ よ り 、 化 学 反 応 の 反 応 熱 は 反 応 前 後 の 状 態 の み で 決 ま り 反 応 経 路 に よ ら ず 一 定 で あ る こ と を 実 験 的 に 確 認 し た 。
現 代 の 化 学 で は 、 化 学 反 応 の 生 成 熱 ︵ よ り 厳 密 に は エ ン タ ル ピ ー 変 化 ︶ は 反 応 経 路 に か か わ ら ず 一 定 と 言 い 表 す こ と が で き る 。 も と も と エ ン タ ル ピ ー は 状 態 量 で あ る か ら 、 熱 力 学 第 一 法 則 か ら ヘ ス の 法 則 は 容 易 に 誘 導 さ れ る と も い え る 。 ︵ エ ン タ ル ピ ー は 後 世 の 概 念 で あ る 事 に 留 意 。 ︶
ヘ ス の 法 則 の 示 す と こ ろ は 、 化 合 物 A が B に 変 化 す る 反 応 熱 は 、 化 合 物 A の 生 成 熱 と 化 合 物 B の 生 成 熱 か ら 決 定 で き る こ と を 意 味 し て お り 、 同 様 に し て 少 数 の 既 知 の 反 応 エ ン タ ル ピ ー 変 化 を 用 い て 、 未 知 の 反 応 の エ ン タ ル ピ ー 変 化 を 導 く こ と も 可 能 で あ る 。
以 下 で は 炭 素 か ら メ タ ン が 生 成 す る 反 応 熱 を 既 知 の 生 成 熱 お よ び 燃 焼 熱 か ら 決 定 す る 。
C(s)
+
2
H
2
(g)
⟶
CH
4
(g)
{\displaystyle {\mbox{C(s)}}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{(g)}}\longrightarrow {\mbox{CH}}_{4}{\mbox{(g)}}}
Δ
H
0
{\displaystyle \Delta H^{0}\,}
この反応の別経路の反応として、以下の反応を考える[1]
C(s)
+
O
2
(g)
⟶
CO
2
(g)
{\displaystyle {\mbox{C(s)}}+{\mbox{O}}_{2}{\mbox{(g)}}\longrightarrow {\mbox{CO}}_{2}{\mbox{(g)}}}
Δ
H
1
0
=
−
393.51
kJ/mol
{\displaystyle \Delta H_{1}^{0}=-393.51~{\mbox{kJ/mol}}}
H
2
(g)
+
1
2
O
2
(g)
⟶
H
2
O
(l)
{\displaystyle {\mbox{H}}_{2}{\mbox{(g)}}+{1 \over 2}{\mbox{O}}_{2}{\mbox{(g)}}\longrightarrow {\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}{\mbox{(l)}}}
Δ
H
2
0
=
−
285.83
kJ/mol
{\displaystyle \Delta H_{2}^{0}=-285.83~{\mbox{kJ/mol}}}
CH
4
(g)
+
2
O
2
(g)
⟶
CO
2
(g)
+
2
H
2
O
(l)
{\displaystyle {\mbox{CH}}_{4}{\mbox{(g)}}+2{\mbox{O}}_{2}{\mbox{(g)}}\longrightarrow {\mbox{CO}}_{2}{\mbox{(g)}}+2{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}{\mbox{(l)}}}
Δ
H
3
0
=
−
890.36
kJ/mol
{\displaystyle \Delta H_{3}^{0}=-890.36~{\mbox{kJ/mol}}}
上記エンタルピーの関係は下記の式で表される。
Δ
H
0
=
Δ
H
1
0
+
2
Δ
H
2
0
−
Δ
H
3
0
=
−
393.51
kJ/mol
+
2
×
(
−
285.83
kJ/mol
)
−
(
−
890.36
kJ/mol
)
=
−
74.81
kJ/mol
{\displaystyle {\begin{aligned}\Delta H^{0}&=\Delta H_{1}^{0}+2\Delta H_{2}^{0}-\Delta H_{3}^{0}\\&=-393.51~{\mbox{kJ/mol}}+2\times (-285.83~{\mbox{kJ/mol}})-(-890.36~{\mbox{kJ/mol}})\\&=-74.81~{\mbox{kJ/mol}}\end{aligned}}}
参考文献 [ 編集 ]
^ D.D. Wagman, W.H. Evans, V.B. Parker, R.H. Schumm, I. Halow, S.M. Bailey, K.L. Churney, R.I. Nuttal, K.L. Churney and R.I. Nuttal, The NBS tables of chemical thermodynamics properties, J. Phys. Chem. Ref. Data 11 Suppl. 2 (1982).
関連事項 [ 編集 ]
