Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorTepkime Entalpisine Etki Eden Faktörler

Standart koşullarda gerçekleşen,

C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(g)ΔH=−2044 kJC_3H_8(g) + 5O_2(g) \rightarrow 3CO_2(g) + 4H_2O(g) \quad \Delta H = -2044 \text{ kJ}

tepkimesi ve aynı koşullardaki bazı fiziksel değişimlerin entalpi değerleri aşağıda verilmiştir:

- H2O(l)→H2O(g)ΔH=+44 kJ/molH_2O(l) \rightarrow H_2O(g) \quad \Delta H = +44 \text{ kJ/mol}
- C3H8(l)→C3H8(g)ΔH=+20 kJ/molC_3H_8(l) \rightarrow C_3H_8(g) \quad \Delta H = +20 \text{ kJ/mol}

Sıvı haldeki propanın (C3H8(l)C_3H_8(l)) standart koşullarda oksijen gazı ile yakılması sonucunda karbondioksit gazı ile sıvı ve gaz fazlarında su moleküllerinden oluşan bir karışım elde ediliyor.

0,25 mol C3H8(l)0,25 \text{ mol } C_3H_8(l) sıvısı tamamen yakıldığında toplam 517 kJ517 \text{ kJ} ısı açığa çıktığına göre, tepkime sonucunda oluşan suyun molce yüzde kaçı sıvı fazdadır?

Cevap: 25 %

Cevap

Oluşan suyun molce %25'i sıvı fazdadır.
Sıvı propanın yanmasıyla gaz su ve karbondioksit oluşumu için standart entalpi değişimi Hess Yasası ile -2024 kJ/mol olarak hesaplanır. 0,25 mol propan yandığında suyun tamamı gaz olsaydı 506 kJ ısı açığa çıkardı. Gerçekte açığa çıkan ısı 517 kJ olup, aradaki 11 kJ'lik fark oluşan 1,0 mol suyun 0,25 molünün sıvılaşmasından kaynaklanmaktadır. Bu da molce %25 sıvı su oluştuğunu kanıtlar.

Adım Adım Çözüm

1
Sıvı propanın (C3H8(l)C_3H_8(l)) yanarak karbondioksit gazı (CO2(g)CO_2(g)) ve su gazı (H2O(g)H_2O(g)) oluşturduğu tepkimenin entalpi değişimi Hess Yasası ile hesaplanır.
ΔH=−2044+20=−2024 kJ/mol\Delta H = -2044 + 20 = -2024 \text{ kJ/mol}
Sıvı propan daha kararlı (düşük enerjili) bir fiziksel halde olduğundan, yanma tepkimesinin gaz propane göre 20 kJ/mol20 \text{ kJ/mol} daha az ekzotermik olması gerekir.
2
Tepkimede 0,25 mol C3H8(l)0,25 \text{ mol } C_3H_8(l) yandığında oluşan toplam suyun mol sayısı hesaplanır.
ntoplam=0,25×4=1,0 mol H2On_{toplam} = 0,25 \times 4 = 1,0 \text{ mol } H_2O
Tepkime denklemindeki katsayı ilişkisine göre 1 mol C3H81 \text{ mol } C_3H_8 yandığında 4 mol H2O4 \text{ mol } H_2O oluşmaktadır.
3
Oluşan suyun tamamının gaz fazında olduğu varsayılarak açığa çıkacak ısı miktarı hesaplanır.
Qgaz=0,25 mol ×2024 kJ/mol=506 kJQ_{gaz} = 0,25 \text{ mol } \times 2024 \text{ kJ/mol} = 506 \text{ kJ}
Sıvı propan yandığında suyun tamamı gaz olarak oluşursa açığa çıkan ısı miktarı bu değere eşit olur.
4
Oluşan suyun sıvılaşması sonucu açığa ç��kan ek ısı farkı bulunur.
Qek=517−506=11 kJQ_{ek} = 517 - 506 = 11 \text{ kJ}
Gaz halindeki su moleküllerinin sıvı faza geçmesi ekzotermik yoğuşma sürecini içerdiğinden açığa çıkan toplam ısıyı artırır.
5
Yoğuşarak sıvı faza geçen suyun mol sayısı hesaplanır.
nsıvı=11 kJ44 kJ/mol=0,25 moln_{sıvı} = \frac{11 \text{ kJ}}{44 \text{ kJ/mol}} = 0,25 \text{ mol}
1 mol H2O(g)1 \text{ mol } H_2O(g) yoğuştuğunda dışarıya 44 kJ44 \text{ kJ} ısı verildiği bilgisi kullanılarak yoğuşan miktar bulunur.
6
Sıvı fazdaki suyun molce yüzdesi hesaplanır.
%25\%25
Toplam 1,0 mol1,0 \text{ mol} suyun 0,25 mol0,25 \text{ mol}'ü sıvı olduğundan oran 0,251,0×100\frac{0,25}{1,0} \times 100 formülüyle bulunur.

Anahtar Kavram

Tepkime entalpisine maddelerin fiziksel hallerinin etkisi
Bu soruyu puanla

Konular

Tepkime Entalpisine Etki Eden Faktörler

Bu konudan daha fazla soru