Examkin

Question

Difficulty: MediumStandart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı

Endüstride demir metalinin eldesi, demir(III) oksit katısının karbon monoksit gazı ile indirgenmesi tepkimesine dayanır. Standart koşullarda gerçekleşen tepkime denklemi aşağıda verilmiştir:

Fe2O3(k)+3CO(g)→2Fe(k)+3CO2(g)Fe_2O_3(k) + 3CO(g) \rightarrow 2Fe(k) + 3CO_2(g)

Tepkimede yer alan bazı maddelerin standart molar oluşum entalpileri (ΔHf∘\Delta H_f^\circ) tablodaki gibidir:

MaddeΔHf∘\Delta H_f^\circ (kJ/mol\text{kJ/mol})
Fe2O3(k)Fe_2O_3(k)−824-824
CO(g)CO(g)−110-110
CO2(g)CO_2(g)−394-394

Buna göre;

I. Tepkimenin standart entalpi değişimi (ΔH∘\Delta H^\circ) değeri −28 kJ-28\text{ kJ}'dür.
II. Tepkimede 11,2 g Fe(k)11,2\text{ g } Fe(k) elde edildiğinde 2,8 kJ2,8\text{ kJ} ısı açığa çıkar.
III. Standart koşullarda (25 ∘C25\text{ }^\circ\text{C}, 1 atm1\text{ atm}) Fe(s)Fe(s) (sıvı) elementinin standart molar oluşum entalpisi sıfırdır.

yargılarından hangileri doğrudur?

(Fe=56 g/molFe = 56\text{ g/mol})

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız III
  3. I ve IIAnswer
  4. D
    II ve III
  5. E
    I, II ve III

Answer

Tepkimenin standart entalpi değişimi -28 kJ olup, 11,2 g demir katısı elde edildiğinde 2,8 kJ ısı açığa çıkar; ancak oda koşullarında sıv�� demirin standart molar oluşum entalpisi sıfır olmadığından I ve II. yargılar doğrudur.
Tepkimenin entalpi değişimi ürünler ve girenlerin oluşum entalpileri farkından −28 kJ-28\text{ kJ} olarak bulunur. Tepkimede 2 mol Fe2\text{ mol } Fe oluştuğunda 28 kJ28\text{ kJ} ısı açığa çıktığına göre, 0,2 mol (11,2 g)Fe0,2\text{ mol } (11,2\text{ g}) Fe oluştuğunda 2,8 kJ2,8\text{ kJ} ısı açığa çıkacağı doğrudur. Standart koşullarda sıvı demirin standart molar oluşum entalpisi sıfır olmadığından I ve II. öncüller doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Tepkimenin standart entalpi değişimini (ΔH∘\Delta H^\circ) standart oluşum entalpileri formülünü kullanarak hesaplayınız.
ΔH∘=[2×ΔHf∘(Fe(k))+3×ΔHf∘(CO2(g))]−[ΔHf∘(Fe2O3(k))+3×ΔHf∘(CO(g))]\Delta H^\circ = [2 \times \Delta H_f^\circ(Fe(k)) + 3 \times \Delta H_f^\circ(CO_2(g))] - [\Delta H_f^\circ(Fe_2O_3(k)) + 3 \times \Delta H_f^\circ(CO(g))]
Elementlerin en kararlı fiziksel hallerinin standart oluşum entalpisi sıfır olduğundan ΔHf∘(Fe(k))=0 kJ/mol\Delta H_f^\circ(Fe(k)) = 0\text{ kJ/mol} alınır.
ΔH∘=[2(0)+3(−394)]−[−824+3(−110)]\Delta H^\circ = [2(0) + 3(-394)] - [-824 + 3(-110)]
ΔH∘=−1182−(−1154)=−28 kJ\Delta H^\circ = -1182 - (-1154) = -28\text{ kJ}
Tepkime entalpisi, ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak hesaplanır.
2
Oluşan demir (FeFe) metalinin mol sayısını ve açığa çıkan ısı miktarını hesaplayınız.
n(Fe)=mMA=11,2 g56 g/mol=0,2 moln(Fe) = \frac{m}{M_A} = \frac{11,2\text{ g}}{56\text{ g/mol}} = 0,2\text{ mol}

Tepkime denklemine göre, 2 mol Fe(k)2\text{ mol } Fe(k) oluştuğunda 28 kJ28\text{ kJ} ısı açığa çıkmaktadır.

0,2 mol Fe(k)0,2\text{ mol } Fe(k) oluştuğunda ise:
Ac¸ıg˘a c¸ıkan ısı=0,2 mol2 mol×28 kJ=2,8 kJ\text{Açığa çıkan ısı} = \frac{0,2\text{ mol}}{2\text{ mol}} \times 28\text{ kJ} = 2,8\text{ kJ}
Tepkime entalpisi denklemin katsayılarıyla orantılıdır; oluşan ürün miktarı kullanılarak açığa çıkan ısı miktarı doğru oran-orantı ile bulunur.
3
Sıvı demirin (Fe(s)Fe(s)) standart oluşum entalpisini değerlendiriniz.
Standart koşullarda (25 ∘C25\text{ }^\circ\text{C} ve 1 atm1\text{ atm}) demir elementinin en kararlı fiziksel hali katıdır (Fe(k)Fe(k)). Bu nedenle ΔHf∘(Fe(k))=0 kJ/mol\Delta H_f^\circ(Fe(k)) = 0\text{ kJ/mol} iken, sıvı demirin standart oluşum entalpisi sıfırdan büyüktür (ΔHf∘(Fe(s))>0\Delta H_f^\circ(Fe(s)) > 0).
Elementlerin sadece standart koşullardaki en kararlı fiziksel hallerinin standart oluşum entalpisi sıfır kabul edilir.

Key Concept

Standart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı
Estimated Time:2m 0s
Rate this question

Topics

Standart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı

More questions from this topic