Kimya kuralları, tepkime denklemlerinde, aşağıdaki gibi değişiklikler yapmamıza izin verir:

1. Tepkimedeki kat sayıları, dilediğimiz gibi genişletebiliriz ya da sadeleştirebiliriz.
2. Tepkimeyi ters çevirebiliriz
3. İki veya daha fazla tepkimeyi alt alta toplayabiliriz

Tepkime denklemlerinde bu işlemleri yaparsak, tepkime ısısı (ΔH^o), bu işlemlerden nasıl etkilenir? İşte bu sorunun cevabının Hess Yasası verir.

Hess Yasası

• Hess Yasası, Germain Henri Hess tarafından ortaya atılmıştır.
• Henri Hess, basamaklı tepkimelerle yaptığı çalışmalar sonucunda, bu yasayı keşfetmiştir.
• Hess Yasası’nın 3 Temel Kuralı vardır. Bunlar şunlardır:

1. Tepkimeler Genişletilirse

• Bir tepkimenin katsayıları, herhangi bir sayı ile çarpılır ya da bölünürse, tepkimenin ΔH^o değeri de aynı sayı ile çarpılır ya da bölünür.

Öğretici Örnek:

Örnek olarak, suyun oluşumu (sentezi) tepkimesini alalım. Aşağıda, suyun oluşum tepkimesi ve standart tepkime ısısı değeri verilmiştir:

H_2(g) + 1/2O_2(g) → H₂O_(g)       ΔH^o = -241,8 kj/mol

Yukarıda verilen tepkimenin katsayılarını 2 ile çarparsak, ΔH^o değerini de 2 ile çarpmamız gerekir:

2H_2(g) + O_2(g) → 2H₂O_(g)       ΔH^o = -483,6 kj/mol

2. Tepkimeler Ters Çevrilirse

• Bir tepkimede; ürünler ve girenler yer değiştirirse, tepkimenin ΔH^o değeri işaret değiştirir.

Öğretici Örnek:

Örnek olarak, suyun oluşumu (sentezi) tepkimesini alalım. Aşağıda, suyun oluşum tepkimesi ve standart tepkime ısısı değeri verilmiştir:

H_2(g) + 1/2O_2(g) → H₂O_(g)       ΔH^o = –241,8 kj/mol

Yukarıda verilen tepkimeyi ters çevirirsek, ΔH^o değeri işaret değiştirir.

H₂O_(g) → H_2(g) + 1/2O_2(g)      ΔH^o = +241,8 kj/mol

3. Tepkimeler Alt Alta Toplanırsa

• Tepkimeler; alt alta toplanırsa, tepkimelerin ΔH^o değeri de toplanır.
• Bazı tepkimeler, tek seferde geçekleşmez.
  • Böyle tepkimelere, “basamaklı tepkimeler” veya “kademeli tepkimeler” veya “mekanizmalı tepkimeler” denir.
  • Basamaklı tepkimelerde, basamakların toplamı net tepkimeyi verir.

Önce, tepkimeler nasıl toplanır, onu öğrenelim; sonra, tepkimeler ile birlikte tepkime ısılarını (ΔH^o) toplayalım.

Tepkimler Nasıl Toplanır?

• Girenler girenlerle toplanır, ürünler ürünlerle toplanır. Aşağıda bu kuralın bir örneği olarak, iki farklı tepkimenin toplamı verilmiştir.

• Bir tepkimenin girenler tarafındaki maddeler, diğer tepkimenin ürünlerindeki maddeler ile sadeleşebilir. Fakat, sadeleştirebilmek için şu şartlar aranır:
  • Maddelerin katsayıları eşit olmalı
  • Maddelerin fiziksel halleri (katı-sıvı-gaz) aynı olmalı

• Aşağıda; toplanan iki tepkimeye bakarsak, birinci tepkimenin ürünlerinde 1 tane CO₂, ikinci tepkimenin de girenlerinde 1 tane CO₂ vardır ve bu iki madde toplama işleminde sadeleşir:

• Aynı maddeden, iki tepkimenin zıt taraflarında da var ise fakat; katsayıları eşit değilse, katsayıları arasındaki fark alınır ve toplam tepkimede, katsayısı çok olanın tarafına o maddeden o kadar tane yazılır.

• Yukarıdaki örnekte, CO₂‘lerin katsayıları eşit ve zıt taraflarda oldukları için sadeleşmişlerdir.
  • Fakat 1. tepkimenin girenlerinde 2 tane O_2(g), 2. tepkimenin ürünlerinde ise 1 tane oksijen vardır.
    • Yani; 1. tepkimede 1 tane O_2(g) fazladır, bu yüzden toplam tepkimenin girenler tarafına 1 tane O_2(g) yazılmıştır.

• Aynı tarafta olan maddelerin katsayıları toplanır ve bulunan sonuç toplam tepkimede, maddenin katsayısı olarak yazılır.

• Yukarıdaki tepkimelerde, CO gazları zıt tarafta olduğundan sadeleşmiş, O₂ gazları aynı tarafta olduğundan katsayıları (1/2’ler) toplanmıştır ve net tepkimede, katsayı olarak O₂‘nin önüne yazılmıştır (1/2 + 1/2 = 1).

Tepkime Isılarını Tepkimeler ile Birlikte Toplayabiliriz

• Örnek olarak, karbonun (C) katısının yanma tepkimesini ele alalım:
  • Karbonun yanması tepkimesi iki basamakta gerçekleşmektedir.
  • Aşağıda, bu basamaklar ve tepkime ısısı değerleri verilmiştir:

• Yukarıda, verilen basamakları toplarsak, C katısının yanmasına ait net tepkimeyi ve net tepkimenin tepkime ısısını bulmuş oluruz:

• Hess yasasına ve tepkimelerin toplanmasına dair öğrendiğimiz kuralları gelin örnekler üzerinde uygulayalım.