Standart şartlarda (25\text{ }^\circ\text{C}, 1\text{ atm}) elementlerin en kararlı allotr… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Standart şartlarda ( $25\text{ }^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) elementlerin en kararlı allotroplarının standart molar oluşum entalpileri sıfır kabul edilir. Karbon elementinin standart koşullardaki en kararlı allotropu grafik iken, elmas allotropu oda koşullarında kararsızdır ve grafiğe dönüşümü oldukça yavaştır.

Aşağıdaki tabloda bazı maddelerin standart molar oluşum entalpi ( $\Delta H_{\text{f}}^\circ$ ) değerleri verilmiştir:

Madde	$\Delta H_{\text{f}}^\circ$ ( $\text{kJ/mol}$ )
$\text{CO}_2(g)$	$-394$
$\text{CO}(g)$	$-110$
$\text{C}(\text{elmas})$	$+2$

Buna göre, standart koşullarda gerçekleşen,

\text{C}(\text{elmas}) + \text{CO}_2(g) \rightarrow 2\text{CO}(g)

tepkimesinin standart entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ) kaç $\text{kJ}$ 'dir?

A
$+176$
B
$+174$
$+172$ Cevap
D
$-172$
E
$-174$

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi +172 kJ'dir.

Tepkimenin standart entalpi değişimi hesaplanırken ürünlerin standart molar oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart molar oluşum entalpileri toplamı çıkarılır. Elmas, karbon elementinin oda koşullarında en kararlı allotropu olmadığı için standart oluşum entalpisi sıfırdan farklıdır ve hesaplamada

+2\text{ kJ/mol}

olarak hesaba katılmalıdır. Formül uygulandığında

\Delta H^\circ = [2 \times (-110)] - [(+2) + (-394)] = +172\text{ kJ}

sonucu elde edilir.

Adım Adım Çözüm

Tepkimeye katılan tüm maddelerin standart molar oluşum entalpi değerlerini belirlemek.

\Delta H_{\text{f}}^\circ[\text{CO}_2(g)] = -394\text{ kJ/mol}

\Delta H_{\text{f}}^\circ[\text{CO}(g)] = -110\text{ kJ/mol}

\Delta H_{\text{f}}^\circ[\text{C}(\text{elmas})] = +2\text{ kJ/mol}

olarak belirlenir. Karbonun en kararlı allotropu grafik olduğundan elmasın oluşum entalpisi sıfır değildir.

Entalpi hesaplamasında kullanılacak değerlerin tespiti ve standart allotrop kavramının uygulanması gerekir.

Standart tepkime entalpisi formülünü yazmak ve değerleri yerine yerleştirmek.

\Delta H^\circ = \Sigma n\Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{ürünler}) - \Sigma m\Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{girenler})

\Delta H^\circ = [2 \times \Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{CO}(g))] - [\Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{C}(\text{elmas})) + \Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{CO}_2(g))]

Molar oluşum entalpilerinden tepkime entalpisi hesabı ürünler ile girenlerin entalpileri farkına dayanır.

Matematiksel işlemleri tamamlayarak net entalpi değişimini bulmak.

\Delta H^\circ = [2 \times (-110)] - [(+2) + (-394)]

\Delta H^\circ = -220 - (-392)

\Delta H^\circ = -220 + 392 = +172\text{ kJ}

Toplama ve katsayı işlemlerini dikkatle yürüterek tepkimenin standart entalpi değişimini hesaplamak.

Anahtar Kavram

Standart oluşum entalpisi tanımı ve bu değerler kullanılarak tepkime entalpisinin hesaplanması

Alternatif Yöntem

Alternatif olarak, standart oluşum tepkimeleri yazılarak Hess Yasası uygulanabilir:

1)

\text{C}(\text{grafik}) + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \quad \Delta H^\circ = -394\text{ kJ}

\text{C}(\text{grafik}) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}(g) \quad \Delta H^\circ = -110\text{ kJ}

\text{C}(\text{grafik}) \rightarrow \text{C}(\text{elmas}) \quad \Delta H^\circ = +2\text{ kJ}

Bu tepkimelerden

\text{C}(\text{elmas}) + \text{CO}_2(g) \rightarrow 2\text{CO}(g)

tepkimesini elde etmek için:
- 1. tepkime ters çevrilir (

\Delta H_a = +394\text{ kJ}

)
- 2. tepkime 2 ile çarpılır (

\Delta H_b = -220\text{ kJ}

)
- 3. tepkime ters çevrilir (

\Delta H_c = -2\text{ kJ}

)

Tepkimeler taraf tarafa toplandığında net tepkime elde edilir ve entalpi değişimleri toplanır:

\Delta H^\circ = +394 + (-220) + (-2) = +172\text{ kJ}

Tahmini Süre:2m 0s

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Alternatif Yöntem

Konular

Bu konudan daha fazla soru