Soru

Zorluk: OrtaStandart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı

Standart koşullarda (25 ∘C25\text{ }^\circ\text{C}, 1 atm1\text{ atm}) gerçekleşen,

4NH3(g)+5O2(g)→4NO(g)+6H2O(g)4NH_3(g) + 5O_2(g) \rightarrow 4NO(g) + 6H_2O(g)

tepkimesinin standart entalpi değişimini hesaplamak isteyen bir öğrenci, aşağıdaki tabloda verilen standart molar oluşum entalpisi (ΔHf∘\Delta H_f^\circ) değerlerini kullanmaktadır:

BileşikΔHf∘\Delta H_f^\circ (kJ/mol)
NH3(g)NH_3(g)−46-46
NO(g)NO(g)+90+90
H2O(g)H_2O(g)−242-242
H2O(s)H_2O(s)−286-286

Buna göre, bu tepkimenin standart entalpi değişimi (ΔH∘\Delta H^\circ) kaç kJ\text{kJ}'dür?

  1. A
    −1172-1172
  2. −908-908Cevap
  3. C
    +908+908
  4. D
    −1092-1092
  5. E
    +1172+1172

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi −908 kJ-908\text{ kJ}'dür.
Tepkime entalpisi hesabı için ΔH∘=∑nΔHf∘(u¨ru¨nler)−∑mΔHf∘(girenler)\Delta H^\circ = \sum n\Delta H_f^\circ(\text{ürünler}) - \sum m\Delta H_f^\circ(\text{girenler}) formülü kullanılır. Tepkimede yer alan maddelerin standart koşullardaki fiziksel halleri ve katsayıları dikkate alınmalıdır. Gaz halindeki oksijen (O2(g)O_2(g)) standart koşullarda elementin en kararlı hali olduğu için standart oluşum entalpisi sıfırdır. Tepkimedeki su gaz fazında (H2O(g)H_2O(g)) olduğundan, hesaplamada −242 kJ/mol-242\text{ kJ/mol} değeri kullanılmalıdır. Buna göre hesaplama yapıldığında −908 kJ-908\text{ kJ} değeri elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimeye giren ve çıkan maddelerin standart oluşum entalpilerini belirlemek.
NH3(g)NH_3(g) için −46 kJ/mol-46\text{ kJ/mol}, NO(g)NO(g) için +90 kJ/mol+90\text{ kJ/mol} ve tepkimede gaz fazında bulunan su için H2O(g)H_2O(g) değeri olan −242 kJ/mol-242\text{ kJ/mol} seçilir. Standart koşullarda kararlı haldeki elementlerin standart molar oluşum entalpileri sıfır kabul edildiğinden O2(g)O_2(g) için bu değer 0 kJ/mol0\text{ kJ/mol}'dür.
Tepkime entalpisi hesaplanırken maddelerin fiziksel hallerine uygun doğru entalpi değerlerinin kullanılması gerekir.
2
Tepkime entalpisi formülünü kurarak değerleri yerine yazmak.
ΔH∘=[4×(ΔHf∘(NO(g)))+6×(ΔHf∘(H2O(g)))]−[4×(ΔHf∘(NH3(g)))+5×(ΔHf∘(O2(g)))]\Delta H^\circ = [4 \times (\Delta H_f^\circ(NO(g))) + 6 \times (\Delta H_f^\circ(H_2O(g)))] - [4 \times (\Delta H_f^\circ(NH_3(g))) + 5 \times (\Delta H_f^\circ(O_2(g)))] yazılır. Değerler yerine konulduğunda: ΔH∘=[4×(+90)+6×(−242)]−[4×(−46)+0]\Delta H^\circ = [4 \times (+90) + 6 \times (-242)] - [4 \times (-46) + 0] elde edilir.
Tepkime entalpisi, ürünlerin toplam oluşum entalpisi ile girenlerin toplam oluşum entalpisi arasındaki farka eşittir.
3
Matematiksel işlemleri tamamlayarak tepkime entalpisini hesaplamak.
ΔH∘=[360−1452]−[−184]=−1092+184=−908 kJ\Delta H^\circ = [360 - 1452] - [-184] = -1092 + 184 = -908\text{ kJ} olarak bulunur.
Toplama ve çıkarma işlemlerinin doğru sırayla yapılmasıyla net tepkime entalpisi elde edilir.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpileri yardımıyla tepkime entalpisinin hesaplanması
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla