Standart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Soru 1Soru →

Standart koşullarda ( $25^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) gerçekleşen aşağıdaki tepkimelerden hangisinin entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ), oluşan bileşiğin standart molar oluşum entalpisine ( $\Delta H_f^\circ$ ) eşittir?

H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(s)

CO(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow CO_2(g)

C(\text{elmas}, k) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)

H_2(g) + I_2(g) \rightarrow 2HI(g)

2H(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(s)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(s)$

Cevap

Hidrojen gazı ile oksijen gazından sıvı suyun oluştuğu tepkimenin entalpi değişimi, suyun standart molar oluşum entalpisine eşittir.

Standart molar oluşum entalpisi tanımı gereği, hidrojen gazı (

H_2(g)

) ve oksijen gazının (

O_2(g)

) standart şartlardaki en kararlı element hallerinden başlayarak

1\text{ mol}

sıvı su (

H_2O(s)

) oluşturduğu tepkimenin entalpisi suyun standart molar oluşum entalpisine eşittir.

Adım Adım Çözüm

1

Standart molar oluşum entalpisi tanım kriterlerini belirlemek.

Bir tepkime entalpisinin oluşan bileşiğin standart molar oluşum entalpisine eşit olabilmesi için reaktiflerin standart koşullarda en kararlı hallerinde bulunan elementler olması ve ��rün olarak sadece

1\text{ mol}

bileşik oluşması gerekir.

Tepkimelerin standart molar oluşum tanımına uyup uymadığını kontrol edecek kriterleri oluşturmak.

2

Seçeneklerdeki reaktifleri ve ürün miktarlarını analiz etmek.

Analiz sonucunda: Karbonmonoksit içeren tepkimenin reaktifi bileşiktir; elmas içeren tepkimenin reaktifi en kararlı allotrop değildir; hidrojen gazı ile iyot gazından iki mol hidrojen iyodür oluşan tepkimede ürün

2\text{ mol}

'dür ve iyot standart koşullarda katıdır; atomik hidrojen içeren tepkimenin reaktifi en kararlı elementel form değildir. Ancak hidrojen ve oksijen gazlarından sıvı su oluşan tepkime tüm şartları sağlar.

Her seçeneğin oluşum entalpisi tanımına uygunluğunu sorgulamak.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpisi, standart koşullarda elementlerin en kararlı hallerinden

1\text{ mol}

bileşik oluşması sırasındaki ısı değişimidir.

Soru 2Soru →

25 °C ve 1 atm koşullarında gerçekleşen aşağıdaki tepkimenin entalpi değişimi hesaplanmak isteniyor:

2CO(g) + O_2(l) \rightarrow 2CO_2(g)

Tepkimede yer alan bazı maddelerin standart molar oluşum entalpileri tabloda verilmiştir:

Madde	Standart Molar Oluşum Entalpisi ( $\text{kJ/mol}$ )
$CO(g)$	$-110$
$CO_2(g)$	$-393$
$O_2(l)$	$-12$

Buna göre, verilen tepkimenin standart entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ) kaç kilojul ( $\text{kJ}$ ) olur?

+566

-271

-554

-566

+554

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $-554$

Cevap

Verilen tepkimenin standart entalpi değişimi

-554\text{ kJ}

'dür.

Tepkime entalpisi, ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart oluşum entalpileri toplamının çıkarılması ile bulunur. Oksijen elementinin standart koşullarda en kararlı hali gaz olduğu için gaz halinin oluşum entalpisi sıfırken, sıvı haldeki oksijenin oluşum entalpisi sıfırdan farklıdır (

-12\text{ kJ/mol}

). Katsayılar dikkate alınarak yapılan hesaplama sonucunda entalpi değişimi

-554\text{ kJ}

olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime denklemindeki maddelerin fiziksel hallerini ve katsayılarını kontrol ederek elementlerin standart oluşum entalpisi kurallarını uygulamak.

Girenlerdeki

CO(g)

katsayısı

2

,

O_2(l)

katsayısı

1

'dir. Ürünlerdeki

CO_2(g)

katsayısı

2

'dir. Oksijen elementinin standart koşullarda (25 °C, 1 atm) en kararlı fiziksel hali gaz (

O_2(g)

) olduğundan standart molar oluşum entalpisi sıfırdır. Ancak tepkimedeki oksijen sıvı halde (

O_2(l)

) olduğu için oluşum entalpisi sıfır alınamaz ve tabloda verilen

-12\text{ kJ/mol}

değeri kullanılır.

Elementlerin en kararlı fiziksel halleri dışındaki hallerinin oluşum entalpilerinin sıfırdan farklı olduğunu belirlemek.

2

Standart tepkime entalpisi formülünü yazmak:

\Delta H^\circ = \sum n\Delta H_f^\circ(\text{ürünler}) - \sum m\Delta H_f^\circ(\text{girenler})

\Delta H^\circ = [2 \times \Delta H_f^\circ(CO_2(g))] - [2 \times \Delta H_f^\circ(CO(g)) + \Delta H_f^\circ(O_2(l))]

Oluşum entalpilerinden tepkime entalpisini hesaplamak için doğru matematiksel bağıntıyı kurmak.

3

Tablodaki entalpi değerlerini formülde yerine koyarak hesaplamayı tamamlamak.

\Delta H^\circ = [2 \times (-393)] - [2 \times (-110) + (-12)] = [-786] - [-220 - 12] = -786 - (-232) = -786 + 232 = -554\text{ kJ}

Tepkimenin net entalpi değişimini bulmak.

Anahtar Kavram

Standart oluşum entalpileri kullanılarak tepkime entalpisinin hesaplanması ve elementlerin standart koşullardaki en kararlı hallerinin oluşum entalpilerinin sıfır kabul edilmesi.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 3Soru →

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

CO(g) + 2H_2(g) \rightarrow CH_3OH(l) \quad \Delta H^\circ = -128,6\text{ kJ}

tepkimesine ait entalpi değişimi ve bazı maddelerin standart molar oluşum entalpi ( $\Delta H_f^\circ$ ) değerleri tabloda verilmiştir:

Madde	$\Delta H_f^\circ$ (kJ/mol)
$CO(g)$	$-110,5$
$CH_3OH(g)$	$-200,6$

Buna göre, standart koşullarda $6,4\text{ gram } CH_3OH(l)$ sıvısının tamamen buharlaşması sırasındaki entalpi değişimi kaç $\text{kJ}$ 'dür?

( $H = 1\text{ g/mol}$ , $C = 12\text{ g/mol}$ , $O = 16\text{ g/mol}$ )

+7,7

-7,7

+14,4

-14,4

+36,5

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $+7,7$

Cevap

Standart koşullarda

6,4\text{ gram } CH_3OH(l)

sıvısının tamamen buharlaşması sırasındaki entalpi değişimi

+7,7\text{ kJ}

'dür.

Doğru olan seçenekteki

+7,7

değeri; önce verilen reaksiyon entalpisinden yararlanılarak sıvı metil alkolün standart molar oluşum entalpisinin

-239,1\text{ kJ/mol}

olarak hesaplanması, ardından gaz ve sıvı fazların oluşum entalpileri farkından molar buharlaşma entalpisinin

+38,5\text{ kJ/mol}

bulunması ve son olarak bu değerin

0,2\text{ mol}

madde miktarı ile çarpılması sonucu elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

6,4\text{ gram } CH_3OH(l)

bileşiğinin mol sayısını hesaplama.

n = 0,2\text{ mol}

CH_3OH

bileşiğinin mol kütlesi

M_A = 12 + (4 \times 1) + 16 = 32\text{ g/mol}

'dür. Buradan

n = 6,4 / 32 = 0,2\text{ mol}

bulunur.

2

Tepkime entalpisi formülünü kullanarak

CH_3OH(l)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisini bulma.

\Delta H_f^\circ[CH_3OH(l)] = -239,1\text{ kJ/mol}

H_2(g)

standart koşullarda elementin en kararlı hali olduğundan oluşum entalpisi sıfırdır.

\Delta H^\circ = \Delta H_f^\circ[CH_3OH(l)] - \Delta H_f^\circ[CO(g)]

bağıntısından

-128,6 = \Delta H_f^\circ[CH_3OH(l)] - (-110,5)

yazılarak sıvı metil alkolün oluşum entalpisi elde edilir.

3

CH_3OH(l) \rightarrow CH_3OH(g)

buharlaşma tepkimesinin molar entalpi değişimini bulma.

\Delta H_{buh}^\circ = +38,5\text{ kJ/mol}

Molar buharlaşma entalpisi ürünlerin oluşum entalpisinden girenlerin oluşum entalpisi çıkarılarak bulunur:

\Delta H_{buh}^\circ = \Delta H_f^\circ[CH_3OH(g)] - \Delta H_f^\circ[CH_3OH(l)] = -200,6 - (-239,1) = +38,5\text{ kJ/mol}

.

4

0,2\text{ mol}

madde için toplam entalpi değişimini hesaplama.

\Delta H = +7,7\text{ kJ}

Buharlaşma endotermik bir süreçtir.

1\text{ mol}

için

+38,5\text{ kJ}

ısı gerekiyorsa,

0,2\text{ mol}

için

\Delta H = 0,2 \times 38,5 = +7,7\text{ kJ}

ısı gerekir.

Anahtar Kavram

Standart oluşum entalpilerinden faydalanılarak tepkime entalpisinin ve fiziksel hal değişim ısılarının hesaplanması.

Tahmini Süre:3m 0s

Soru 4Soru →

Bir bileşiğin standart molar oluşum entalpisi, bileşiğin standart koşullarda (25 °C ve 1 atm) en kararlı haldeki elementlerinden 1 mol oluşması sırasındaki entalpi değişimidir.

Buna göre, aşağıdaki tepkimelerin hangisinde standart şartlardaki tepkime entalpisi ( $\Delta H^\circ$ ), oluşan ürünün standart molar oluşum entalpisine eşittir?

\frac{1}{2}N_2(g) + O_2(g) \rightarrow NO_2(g)

N_2(g) + 2O_2(g) \rightarrow 2NO_2(g)

NO(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow NO_2(g)

\frac{1}{2}N_2(g) + O_2(s) \rightarrow NO_2(g)

Na(s) + \frac{1}{2}Cl_2(g) \rightarrow NaCl(k)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $\frac{1}{2}N_2(g) + O_2(g) \rightarrow NO_2(g)$

Cevap

Azot gazı ile oksijen gazının tepkimesinden 1 mol azot dioksit gazının oluştuğu tepkime

Doğru olan seçenekte giren maddeler olan azot ve oksijen, standart koşullarda (25 °C, 1 atm) en kararlı fiziksel halleri olan gaz fazındadır. Tepkime sonucunda 1 mol azot dioksit gazı oluşmuştur. Bu durum standart molar oluşum entalpisi tanımıyla tam olarak uyuşmaktadır.

Adım Adım Çözüm

1

Standart molar oluşum entalpisi tanımının kurallarını belirleme

Tepkime entalpisinin standart molar oluşum entalpisine eşit olması için iki temel koşul vardır: Giren maddelerin tamamı standart koşullardaki (25 °C, 1 atm) en kararlı element hallerinde olmalı ve ürünlerde sadece 1 mol bileşik oluşmalıdır.

Seçeneklerdeki tepkimeleri doğru kıyaslayabilmek için teorik tanım kurallarını belirlemek gerekir.

2

Seçeneklerde verilen tepkimeleri bu kurallara göre tek tek inceleme

Azot gazı ile oksijen gazının tepkimesinden 1 mol azot dioksit gazının oluştuğu tepkimede girenler en kararlı element hallerindedir (

N_2(g)

ve

O_2(g)

) ve ürün 1 moldür. Diğer seçeneklerde ise sırasıyla 2 mol ürün oluşması, girenlerde bileşik bulunması ve elementlerin en kararlı fiziksel hallerinde (sıvı oksijen veya sıvı sodyum şeklinde) bulunmaması nedeniyle kurallar ihlal edilmektedir.

Her seçeneğin doğruluğunu veya yanlışlığını standart oluşum entalpisi tanımıyla karşılaştırıp analiz etmek gerekir.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpisi tanımında elementlerin standart koşullardaki en kararlı fiziksel halleri ve 1 mol ürün oluşma şartı aranır.

Soru 5Soru →

Standart koşullarda ( $25\text{ }^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) gerçekleşen bazı tepkimeler ve bu tepkimelere ait entalpi değişimleri ( $\Delta H^\circ$ ) aşağıda verilmiştir:

\text{I. } C(\text{elmas}, k) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g) \quad \Delta H^\circ = -395\text{ kJ}

\text{II. } CO(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow CO_2(g) \quad \Delta H^\circ = -283\text{ kJ}

\text{III. } C(\text{grafit}, k) \rightarrow C(\text{elmas}, k) \quad \Delta H^\circ = +2\text{ kJ}

Buna göre, standart koşullarda $5{}6\text{ gram } CO(g)$ gazının elementlerinden sentezlenmesi sırasındaki tepkime entalpisi ( $\Delta H^\circ$ ) kaç $\text{kJ}$ 'dür?

(C = $12\text{ g/mol}$ , O = $16\text{ g/mol}$ )

-22,8

-22,4

-22,0

+22,0

+22,4

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -22,0

Cevap

-22,0

Karbonun standart en kararlı hali grafit olup, oluşum entalpisi sıfır alınır. Hess Yasası kullanılarak grafit ve oksijenden karbonmonoksit gazı sentezlenmesi tepkimesinin entalpisi

-110\text{ kJ/mol}

olarak bulunur.

5{}6\text{ gram } CO(g)

gazı

0{}2\text{ mol}

olduğundan, sentez sırasındaki entalpi değişimi

-22\text{ kJ}

'dür.

Adım Adım Çözüm

1

Karbonun standart en kararlı fiziksel halinin belirlenmesi

Karbonun standart koşullarda (

25\text{ }^\circ\text{C}

,

1\text{ atm}

) en kararlı allotropu grafit (

C(\text{grafit}, k)

) olup oluşum entalpisi sıfırdır.

Oluşum entalpileri elementlerin standart koşullardaki en kararlı halleri temel alınarak belirlenir.

2

CO(g)

gazının elementlerinden standart sentez tepkimesinin yazılması

C(\text{grafit}, k) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow CO(g)

tepkimesi hedef tepkime olarak belirlenir.

Bir bileşiğin standart oluşum entalpisi, standart koşullarda en kararlı haldeki elementlerinden oluşumu sırasındaki entalpi değişimidir.

3

Hess Yasası kullanılarak

CO(g)

gazının standart molar olu��um entalpisinin hesaplanması

I ve III numaralı tepkimelerin toplamıyla grafitten karbondioksit oluşumu:

C(\text{grafit}, k) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)

için

\Delta H^\circ = +2 + (-395) = -393\text{ kJ/mol}

bulunur. II numaralı tepkime ters çevrilip bu tepkimeyle toplandığında:

C(\text{grafit}, k) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow CO(g)

için

\Delta H^\circ = -393 + 283 = -110\text{ kJ/mol}

elde edilir.

Hedef tepkimeyi elde etmek için verilen ara basamak tepkimelerinin entalpileri toplanır.

4

5,6 gram

CO(g)

gazı için tepkime entalpisinin hesaplanması

n = \frac{m}{M_A} = \frac{5{}6}{28} = 0{}2\text{ mol } CO(g)

gazı sentezlenmiştir.

0{}2\text{ mol} \times (-110\text{ kJ/mol}) = -22\text{ kJ}

entalpi değişimi gerçekleşir.

Molar oluşum entalpisi 1 mol madde üzerinden hesaplandığından, miktarla orantılı olarak toplam entalpi değişimi bulunur.

Anahtar Kavram

Standart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı

Soru 6Soru →

Standart koşullarda ( $25^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) gerçekleşen bazı tepkimeler ve bu tepkimelerin entalpi değişimleri ( $\Delta H^\circ$ ) aşağıda verilmiştir:

I. $\text{C}(\text{grafit}) + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \quad \Delta H^\circ = -393\text{ kJ}$

II. $\text{H}_2(g) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(g) \quad \Delta H^\circ = -242\text{ kJ}$

III. $\text{CO}(g) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \quad \Delta H^\circ = -283\text{ kJ}$

Buna göre, bu tepkimeler ve standart oluşum entalpileri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

\text{CO}(g)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi

-110\text{ kJ/mol}

'dür.

\text{CO}_2(g)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi

-283\text{ kJ/mol}

'dür.

\text{CO}(g)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi

+110\text{ kJ/mol}

'dür.

I. tepkimede girenlerde karbonun allotropu olan elmas kullanılsaydı tepkime entalpisi yine

-393\text{ kJ}

olurdu.

II. tepkimenin entalpi değişimi, sıvı haldeki suyun (

\text{H}_2\text{O}(l)

) standart molar oluşum entalpisine eşittir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $\text{CO}(g)$ bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi $-110\text{ kJ/mol}$ 'dür.

Cevap

\text{CO}(g)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi

-110\text{ kJ/mol}

'dür.

\text{CO}(g)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisinin

-110\text{ kJ/mol}

olduğunu belirten ifade doğrudur. I. tepkimede elementlerinden 1 mol

\text{CO}_2(g)

oluştuğu için tepkime entalpisi

\text{CO}_2(g)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisine eşittir. Buradan hareketle, III. tepkimenin entalpi değişimi bağıntısından

\text{CO}(g)

bileşiğinin oluşum entalpisi

-110\text{ kJ/mol}

olarak doğru şekilde hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

I. tepkimeyi inceleyerek

\text{CO}_2(g)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisini belirlemek.

\Delta H_\text{f}^\circ(\text{CO}_2(g)) = -393\text{ kJ/mol}

I. tepkimede standart koşullarda en kararlı hallerinde bulunan

\text{C}(\text{grafit})

ve

\text{O}_2(g)

elementlerinden 1 mol

\text{CO}_2(g)

bileşiği oluşmaktadır. Dolayısıyla tepkimenin entalpi değişimi,

\text{CO}_2(g)

'nin standart molar oluşum entalpisine eşittir.

2

III. tepkimenin entalpi değişimi formülünü yazmak.

\Delta H^\circ = \Delta H_\text{f}^\circ(\text{CO}_2(g)) - [\Delta H_\text{f}^\circ(\text{CO}(g)) + \frac{1}{2}\Delta H_\text{f}^\circ(\text{O}_2(g))]

Bir tepkimenin entalpisi, ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak bulunur.

3

III. tepkimenin entalpi değişimi formülünde bilinen değerleri yerine yazarak

\text{CO}(g)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisini hesaplamak.

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

\text{O}_2(g)

elementinin standart oluşum entalpisi sıfırdır. Formülde değerler yerine konulduğunda:

-283 = -393 - \Delta H_\text{f}^\circ(\text{CO}(g))

eşitliğinden

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

elde edilir.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpisi, bir bileşiğin standart koşullarda (25°C, 1 atm) en kararlı allotroplarına sahip elementlerinden 1 mol oluşması sırasındaki entalpi değişimidir. Elementlerin standart koşullardaki en kararlı hallerinin oluşum entalpileri sıfır kabul edilir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 7Soru →

Standart koşullarda ( $25\text{ }^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) gerçekleşen iki farklı tepkime ve bu tepkimelerin entalpi değişimleri aşağıda verilmiştir:

2Fe(k) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow Fe_2O_3(k) \quad \Delta H^\circ = -824.2\text{ kJ}

2Fe(g) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow Fe_2O_3(k) \quad \Delta H^\circ = -1516.2\text{ kJ}

Buna göre, bu tepkimelerle ilgili;

I. $Fe_2O_3(k)$ bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi $-824.2\text{ kJ/mol}$ 'dür.
II. Demir elementinin standart koşullardaki molar süblimleşme entalpisi $+346.0\text{ kJ/mol}$ 'dür.
III. İkinci tepkime, $Fe_2O_3(k)$ bileşiğinin standart oluşum tepkimesidir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

I ve II

I ve III

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Birinci ve ikinci ifadeler doğru, üçüncü ifade yanlıştır.

Birinci ve ikinci ifadeler kimyasal olarak doğrudur. Birinci ifade standart molar oluşum entalpisi tanımına tam olarak uyar çünkü tepkime en kararlı elementel hallerle başlayıp 1 mol ürün oluşturmuştur. İkinci ifade Hess Yasası kullanılarak yapılan hesaplamaya dayanır ve 1 mol demir katısının gaz haline geçiş enerjisini doğru bir şekilde +346.0 kJ/mol olarak verir.

Adım Adım Çözüm

1

Birinci öncülün değerlendirilmesi

Doğru

Bir bileşiğin standart molar oluşum entalpisi, bileşiğin 1 molünün standart koşullarda (25 °C, 1 atm) en kararlı elementlerinden oluşması sırasındaki ısı değişimidir.

Fe(k)

ve

O_2(g)

standart koşullardaki en kararlı elementel hallerdir ve tepkimede 1 mol

Fe_2O_3(k)

oluşmuştur. Bu nedenle

\Delta H^\circ = -824.2\text{ kJ}

değeri aynı zamanda

Fe_2O_3(k)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisidir.

2

Demirin molar süblimleşme entalpisinin hesaplanması

\Delta H_{s\ddot{u}blimle\c{s}me}^\circ = +346.0\text{ kJ/mol}

Demir elementinin süblimleşme tepkimesi

Fe(k) \rightarrow Fe(g)

şeklindedir. Verilen tepkimeleri Hess Yasası kullanarak düzenleyelim:

1. tepkime aynen kalır:

2Fe(k) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow Fe_2O_3(k) \quad \Delta H_1^\circ = -824.2\text{ kJ}

2. tepkime ters çevrilir:

Fe_2O_3(k) \rightarrow 2Fe(g) + \frac{3}{2}O_2(g) \quad \Delta H_2^\circ = +1516.2\text{ kJ}

Tepkimeler taraf tarafa toplanırsa:

2Fe(k) \rightarrow 2Fe(g) \quad \Delta H_{toplam}^\circ = -824.2 + 1516.2 = +692.0\text{ kJ}

Bu tepkime 2 mol demirin süblimleşmesini temsil eder. 1 mol demirin süblimleşmesi için gereken enerji (molar süblimleşme entalpisi):

\Delta H_{s\ddot{u}blimle\c{s}me}^\circ = \frac{+692.0\text{ kJ}}{2\text{ mol}} = +346.0\text{ kJ/mol}

olarak bulunur.

3

Üçüncü öncülün değerlendirilmesi

Yanlış

İkinci tepkimede demir elementi standart koşullardaki en kararlı hali olan katı fiziksel hali yerine gaz (

Fe(g)

) halinde reaksiyona girmiştir. Bu nedenle ikinci tepkime bir standart oluşum tepkimesi değildir.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpisi tanımı ve Hess Yasası yardımıyla fiziksel hal değişim entalpilerinin hesaplanması.

Soru 8Soru →

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?

+176

+174

+172

-172

-174

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $+172$

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

1

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}

ve

\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.

2

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.

3

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}

2)

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

3)

\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 9Soru →

Sodyum metalinin ( $Na$ ) klor gazı ( $Cl_2$ ) ile tepkimesi sonucu sodyum klorür ( $NaCl$ ) katısı oluşmaktadır. Bu tepkimenin standart entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ) ve sodyum metalinin erime entalpisi aşağıda verilmiştir:

2Na(s) + Cl_2(g) \rightarrow 2NaCl(k) \quad \Delta H^\circ = -822\text{ kJ}

Na(k) \rightarrow Na(s) \quad \Delta H^\circ = +3\text{ kJ}

Buna g��re, sodyum klorürün ( $NaCl(k)$ ) standart molar oluşum entalpisi ( $\Delta H_f^\circ$ ) kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?

-822

-816

-414

-411

-408

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -408

Cevap

-408 kJ/mol olan seçenek doğrudur.

Sodyum klorürün standart molar oluşum entalpisi, elementlerin oda koşullarındaki en kararlı fiziksel halleri olan katı sodyum (

Na(k)

) ve gaz haldeki klor (

Cl_2(g)

) üzerinden hesaplanır. Hess Yasası kullanılarak elementlerin standart hallerinden 2 mol sodyum klorür katısı elde edildiğinde entalpi değişimi

-816\text{ kJ}

olur. Molar oluşum entalpisi 1 mol bileşik için tanımlandığından, bu değer ikiye bölünerek

-408\text{ kJ/mol}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Sodyum elementinin standart koşullardaki en kararlı fiziksel halinin belirlenmesi.

25^\circ\text{C}

ve

1\text{ atm}

standart koşullarında sodyum elementinin en kararlı fiziksel hali katıdır:

Na(k)

. Dolayısıyla standart molar oluşum entalpisi hesaplanırken sodyum katı halde alınmalıdır (

H_f^\circ[Na(k)] = 0

).

Bir bileşiğin standart molar oluşum entalpisi, bileşiğin standart koşullarda en kararlı haldeki elementlerinden oluşması sırasındaki entalpi değişimidir.

2

Hess Yasası kullanılarak elementlerin standart hallerinden sodyum klorür katısının elde edilmesine ait net tepkimenin ve entalpisinin yazılması.

Sodyumun erime tepkimesi 2 ile çarpılıp ana tepkimeyle toplanır:

2Na(k) \rightarrow 2Na(s) \quad \Delta H^\circ = +6\text{ kJ}

2Na(s) + Cl_2(g) \rightarrow 2NaCl(k) \quad \Delta H^\circ = -822\text{ kJ}

Taraf tarafa toplandığında elde edilen net tepkime:

2Na(k) + Cl_2(g) \rightarrow 2NaCl(k) \quad \Delta H^\circ = -816\text{ kJ}

olur.

Standart oluşum tepkimesinde girenler kısmında sıvı sodyum yerine katı sodyum yer almalıdır.

3

Elde edilen entalpi değerinin molar (1 mol için) oluşum entalpisine dönüştürülmesi.

Net tepkimeye göre 2 mol

NaCl(k)

oluştuğunda entalpi değişimi

-816\text{ kJ}

'dir. 1 mol

NaCl(k)

için standart molar oluşum entalpisi:

\Delta H_f^\circ[NaCl(k)] = \frac{-816\text{ kJ}}{2} = -408\text{ kJ/mol}

olarak hesaplanır.

Molar oluşum entalpisi tanım olarak 1 mol bileşiğin oluşumuna karşılık gelir.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpisi tanımı ve Hess Yasası yardımıyla tepkime entalpisi hesaplamaları.

Alternatif Yöntem

Sodyumun erime entalpisi doğrudan standart oluşum entalpisi formülü yerine yazılarak da sonuca ulaşılabilir. Sıvı sodyumun molar oluşum entalpisi, katı sodyumun erime entalpisine eşit olduğundan

\Delta H_f^\circ[Na(s)] = +3\text{ kJ/mol}

'dür. Tepkime entalpisi formülünden:

\Delta H^\circ = 2\Delta H_f^\circ[NaCl(k)] - (2\Delta H_f^\circ[Na(s)] + \Delta H_f^\circ[Cl_2(g)]) \implies -822 = 2\Delta H_f^\circ[NaCl(k)] - (2 \times (+3) + 0) \implies -822 = 2\Delta H_f^\circ[NaCl(k)] - 6 \implies 2\Delta H_f^\circ[NaCl(k)] = -816 \implies \Delta H_f^\circ[NaCl(k)] = -408\text{ kJ/mol}

elde edilir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 10Soru →

Standart koşullarda ( $25\text{ }^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) bazı bileşiklerin standart molar oluşum entalpileri ( $\Delta H_f^\circ$ ) aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Bileşik	$\Delta H_f^\circ$ (kJ/mol)
$\text{C}_3\text{H}_8(g)$	$-103$
$\text{CO}_2(g)$	$-393$
$\text{H}_2\text{O}(g)$	$-242$

Standart koşullarda $11$ gram $\text{C}_3\text{H}_8(g)$ gazının yeterli miktarda $\text{O}_2(g)$ gazı ile tamamen yakılması sonucu $\text{CO}_2(g)$ ve $\text{H}_2\text{O}(l)$ oluşmakta ve $555\text{ kJ}$ ısı açığa çıkmaktadır.

Buna göre, suyun standart molar buharlaşma entalpisi ( $\Delta H_{\text{buh}}^\circ$ ) kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?
( $\text{H} = 1\text{ g/mol}$ , $\text{C} = 12\text{ g/mol}$ )

18

-44

44

88

372

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 44

Cevap

Suyun standart molar buharlaşma entalpisi 44 kJ/mol'dür.

Doğru cevap 44 kJ/mol olan seçenektir. Propanın yanma tepkimesi denkleştirildiğinde 1 mol propan yandığında 3 mol karbondioksit ve 4 mol sıvı su oluşur. 11 gram propan 0,25 moldür. 0,25 mol propan yandığında 555 kJ ısı açığa çıkıyorsa, 1 mol propan yandığında 2220 kJ ısı açığa çıkar ve tepkime entalpisi (

\Delta H^\circ

) -2220 kJ/mol olur. Tepkime entalpisi bağıntısından sıvı suyun standart molar oluşum entalpisi -286 kJ/mol olarak hesaplanır. Suyun buharlaşma tepkimesinin (

\text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(g)

) entalpi değişimi ise gaz halindeki suyun oluşum entalpisi ile sıvı haldeki suyun oluşum entalpisi farkına eşittir:

-242 - (-286) = +44\text{ kJ/mol}

.

Adım Adım Çözüm

1

Propan (

\text{C}_3\text{H}_8

) gazının yanma tepkimesini yazıp denkleştirmek.

\text{C}_3\text{H}_8(g) + 5\text{O}_2(g) \rightarrow 3\text{CO}_2(g) + 4\text{H}_2\text{O}(l)

tepkimesi elde edilir.

Tepkimeye giren ve çıkan maddelerin mol oranlarını belirlemek amacıyla bu adım gereklidir.

2

Yanan propan gazının mol sayısını ve tepkimenin molar entalpi değişimini (

\Delta H^\circ

) hesaplamak.

M(\text{C}_3\text{H}_8) = 3 \times 12 + 8 \times 1 = 44\text{ g/mol}

n = \frac{11\text{ g}}{44\text{ g/mol}} = 0,25\text{ mol}

0,25\text{ mol propan yandığında } 555\text{ kJ ısı açığa çıkıyorsa } 1\text{ mol yandığında } 2220\text{ kJ ısı açığa çıkar.}

Tepkime ekzotermik olduğundan tepkime entalpisi:

\Delta H_{\text{tepkime}}^\circ = -2220\text{ kJ/mol}

olur.

Molar oluşum entalpilerini formülde kullanabilmek için tepkimenin 1 mol propan üzerinden gerçekleşen entalpi değişimi hesaplanmalıdır.

3

Tepkime entalpisi formülünü uygulayarak sıvı suyun standart molar oluşum entalpisini bulmak.

\Delta H_{\text{tepkime}}^\circ = \left[3\Delta H_f^\circ(\text{CO}_2(g)) + 4\Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l))\right] - \left[\Delta H_f^\circ(\text{C}_3\text{H}_8(g)) + 5\Delta H_f^\circ(\text{O}_2(g))\right]

Elementlerin standart hallerinin oluşum entalpisi sıfır olduğundan (

\Delta H_f^\circ(\text{O}_2(g)) = 0

):

-2220 = \left[3 \times (-393) + 4 \times \Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l))\right] - \left[-103 + 0\right]

-2220 = -1179 + 4\Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l)) + 103

-2220 = -1076 + 4\Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l))

4\Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l)) = -1144 \Rightarrow \Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l)) = -286\text{ kJ/mol}

olarak bulunur.

Buharlaşma entalpisini hesaplamak için sıvı haldeki suyun oluşum entalpisi elde edilmelidir.

4

Suyun standart molar buharlaşma entalpisini hesaplamak.

Buharlaşma tepkimesi:

\text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(g)

\Delta H_{\text{buh}}^\circ = \Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(g)) - \Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l))

\Delta H_{\text{buh}}^\circ = -242 - (-286) = +44\text{ kJ/mol}

olarak bulunur.

Suyun sıvı halden gaz haline geçiş entalpisi, gaz halinin oluşum entalpisi ile sıvı halinin oluşum entalpisi arasındaki farka eşittir.

Anahtar Kavram

Bir tepkimenin standart entalpi değişimi, ürünlerin standart molar oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart molar oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak bulunur. Farklı fiziksel hallerdeki maddelerin oluşum entalpileri farklıdır; bu fark hal değişim entalpisini verir.

Alternatif Yöntem

Hess Yasası kullanılarak doğrudan yanma tepkimeleri yazılıp toplanabilir. Propanın sıvı su oluşturacak şekilde yanma entalpisi (

\Delta H_1 = -2220\text{ kJ}

) ile gaz su oluşturacak şekilde yanma entalpisi (

\Delta H_2

) arasındaki fark, doğrudan suyun buharlaşma entalpisinin 4 katına eşittir. Gaz su oluşumu için molar yanma entalpisi hesaplanır:

\Delta H_2 = [3 \times (-393) + 4 \times (-242)] - [-103] = -2044\text{ kJ}

. İki tepkime arasındaki entalpi farkı suyun hal değişimine aittir:

\Delta H_2 - \Delta H_1 = -2044 - (-2220) = +176\text{ kJ}

. Bu değer 4 mol suyun buharlaşmasına karşılık geldiğinden, 1 mol su için buharlaşma entalpisi:

+176 / 4 = +44\text{ kJ/mol}

bulunur.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 11Soru →

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

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 ( $\Delta H_f^\circ$ ) değerlerini kullanmaktadır:

Bileşik	$\Delta H_f^\circ$ (kJ/mol)
$NH_3(g)$	$-46$
$NO(g)$	$+90$
$H_2O(g)$	$-242$
$H_2O(s)$	$-286$

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

-1172

-908

+908

-1092

+1172

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $-908$

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi

-908\text{ kJ}

'dür.

Tepkime entalpisi hesabı için

\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 (

O_2(g)

) standart koşullarda elementin en kararlı hali olduğu için standart oluşum entalpisi sıfırdır. Tepkimedeki su gaz fazında (

H_2O(g)

) olduğundan, hesaplamada

-242\text{ kJ/mol}

değeri kullanılmalıdır. Buna göre hesaplama yapıldığında

-908\text{ kJ}

değeri elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye giren ve çıkan maddelerin standart oluşum entalpilerini belirlemek.

NH_3(g)

için

-46\text{ kJ/mol}

,

NO(g)

için

+90\text{ kJ/mol}

ve tepkimede gaz fazında bulunan su için

H_2O(g)

değeri olan

-242\text{ kJ/mol}

seçilir. Standart koşullarda kararlı haldeki elementlerin standart molar oluşum entalpileri sıfır kabul edildiğinden

O_2(g)

için bu değer

0\text{ kJ/mol}

'dür.

Tepkime entalpisi hesaplanırken maddelerin fiziksel hallerine uygun doğru entalpi değerlerinin kullanılması gerekir.

2

Tepkime entalpisi formülünü kurarak değerleri yerine yazmak.

\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:

\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.

\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

Soru 12Soru →

Kükürt dioksit ( $SO_2$ ) gazının oksijen gazı ( $O_2$ ) ile tepkimeye girerek kükürt trioksit ( $SO_3$ ) gazını oluşturmasına ait tepkime denklemi aşağıda verilmiştir:

2SO_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2SO_3(g)

Standart koşullarda ( $25\text{ }^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) gerçekleştirilen bu tepkimede $0,4\text{ mol } SO_2(g)$ tamamen yakıldığında $39,6\text{ kJ}$ ısı açığa çıkmaktadır.

$SO_2(g)$ bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi ( $\Delta H_f^\circ$ ) $-297\text{ kJ/mol}$ olduğuna göre, $SO_3(g)$ bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?

-99

-198

-396

-495

-792

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -396

Cevap

Kükürt trioksit gazının standart molar oluşum entalpisi

-396\text{ kJ/mol}

'dür.

Kükürt trioksit gazının standart molar oluşum entalpisi

-396\text{ kJ/mol}

'dür.

0,4\text{ mol } SO_2

gazının yanmasından

39,6\text{ kJ}

ısı açığa çıktığı bilgisiyle, tepkime denklemindeki

2\text{ mol } SO_2

gazı için tepkime entalpisi

-198\text{ kJ}

olarak hesaplanır.

\Delta H = \sum \Delta H_f^\circ(ürünler) - \sum \Delta H_f^\circ(girenler)

formülünde

O_2(g)

elementinin oluşum entalpisi 0 alınarak işlem yapıldığında doğru sonuca ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime entalpisi (

\Delta H_{tepkime}^\circ

) harcanan madde miktarı ve açığa çıkan ısı ilişkisi kullanılarak hesaplanır.

\Delta H_{tepkime}^\circ = -198\text{ kJ}

Denklemde 2 mol

SO_2

gazı reaksiyona girmektedir.

0,4\text{ mol}

reaksiyona girdiğinde

39,6\text{ kJ}

ısı açığa çıkıyorsa (ekzotermik, yani

\Delta H = -39,6\text{ kJ}

), 2 mol için bu değer 5 katı olan

-198\text{ kJ}

olur.

2

Standart tepkime entalpisi formülü yazılarak standart şartlardaki en kararlı elementlerin oluşum entalpileri sıfır alınır.

\Delta H_{tepkime}^\circ = 2 \times \Delta H_f^\circ[SO_3(g)] - 2 \times \Delta H_f^\circ[SO_2(g)]

Oksijen gazı (

O_2

) standart koşullarda en kararlı element halindedir, bu nedenle

\Delta H_f^\circ[O_2(g)] = 0

kabul edilir. Ürünler ve girenlerin molar oluşum entalpileri baş katsayıları ile çarpılarak farkı alınır.

3

Bilinen değerler formülde yerine koyularak bilinmeyen standart molar oluşum entalpisi yalnız bırakılır.

\Delta H_f^\circ[SO_3(g)] = -396\text{ kJ/mol}

-198 = 2 \times \Delta H_f^\circ[SO_3(g)] - 2 \times (-297)

eşitliğinden

-198 = 2 \times \Delta H_f^\circ[SO_3(g)] + 594

elde edilir. Buradan

2 \times \Delta H_f^\circ[SO_3(g)] = -792

ve

\Delta H_f^\circ[SO_3(g)] = -396\text{ kJ/mol}

bulunur.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpileri kullanılarak bir kimyasal tepkimenin entalpi değişiminin hesaplanması ve standart oluşum entalpisi tanımı gereği elementlerin en kararlı hallerinin entalpisinin sıfır kabul edilmesi.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 13Soru →

Standart koşullarda ( $25^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) gerçekleşen bazı tepkimeler ve bu tepkimelerin standart entalpi değişimleri ( $\Delta H^\circ$ ) aşağıda verilmiştir:

\text{I. } H_2(g) + I_2(k) \rightarrow 2HI(g) \quad \Delta H^\circ = +52\text{ kJ}

\text{II. } H_2(g) + I_2(g) \rightarrow 2HI(g) \quad \Delta H^\circ = -10\text{ kJ}

Buna göre, hidrojen iyodür ( $HI(g)$ ) bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi ( $\Delta H_f^\circ$ ) kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?

-26

-10

-5

+26

+52

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $+26$

Cevap

+26

(Hidrojen iyodür bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi

+26\text{ kJ/mol}

'dür.)

Hidrojen iyodür bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi, standart koşullarda 1 mol

HI(g)

bileşiğinin en kararlı elementleri olan

H_2(g)

ve

I_2(k)

maddelerinden oluştuğu tepkimenin entalpi değişimidir. Verilen tepkimelerden birincisi bu koşulları sağlamakta olup, 2 mol ürün içerdiği için tepkime entalpisi ikiye bölünerek

+26\text{ kJ/mol}

değeri elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Standart molar oluşum entalpisi tanımının ve standart fiziksel hallerin belirlenmesi.

Standart koşullarda (

25^\circ\text{C}

,

1\text{ atm}

) elementlerin en kararlı fiziksel halleri esas alınmalıdır. Hidrojen elementinin standart hali gaz (

H_2(g)

), iyot elementinin standart hali ise katıdır (

I_2(k)

). Dolayısıyla HI(g) bileşiğinin oluşum tepkimesi için I. tepkime baz alınmalıdır.

Oluşum entalpisi, bileşiklerin standart koşullarda en kararlı elementlerinden oluştuğu tepkimeler üzerinden hesaplanır.

2

Molar oluşum entalpisi değerinin hesaplanması.

I. tepkimede 2 mol

HI(g)

oluştuğunda meydana gelen ısı değişimi

\Delta H^\circ = +52\text{ kJ}

'dür. Standart molar oluşum entalpisi 1 mol bileşik için tanımlandığından, bu değer ikiye bölünür:

\Delta H_f^\circ[HI(g)] = \frac{+52\text{ kJ}}{2\text{ mol}} = +26\text{ kJ/mol}

.

Standart molar oluşum entalpisi, standart şartlarda 1 mol bileşiğin elementlerinden oluşumu sırasındaki entalpi değişimidir.

Anahtar Kavram

Standart Molar Oluşum Entalpisi Tanımı ve Hesaplaması

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 14Soru →

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

H_2(g) + Br_2(g) \rightarrow 2HBr(g)

tepkimesi ile ilgili bazı maddelerin standart molar oluşum entalpileri ( $\Delta H_f^\circ$ ) aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Madde	$\Delta H_f^\circ$ ( $\text{kJ/mol}$ )
$HBr(g)$	$-36$
$Br_2(g)$	$+31$

Buna göre, standart koşullarda $0.4\text{ mol } HBr(g)$ elde edilmesi sırasındaki ısı değişimi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

20.6\text{ kJ}

ısı açığa çıkar.

14.4\text{ kJ}

ısı açığa çıkar.

20.6\text{ kJ}

ısı absorbe edilir.

14.4\text{ kJ}

ısı absorbe edilir.

41.2\text{ kJ}

ısı açığa çıkar.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $20.6\text{ kJ}$ ısı açığa çıkar.

Cevap

Standart koşullarda 0.4 mol HBr gazının oluşumu sırasında 20.6 kJ ısı açığa çıkar.

Tepkime entalpisi, ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak bulunur. Hidrojen gazı elementinin oluşum entalpisi sıfırken, standart koşullarda sıvı olması gereken brom elementinin gaz hali tepkimeye girdiği için brom gazının oluşum entalpisi (

+31\text{ kJ/mol}

) hesaba katılır. Buradan tepkime entalpisi

-103\text{ kJ}

bulunur. Tepkime katsayılarına göre

2\text{ mol } HBr(g)

oluştuğunda

103\text{ kJ}

ısı açığa çıkıyorsa,

0.4\text{ mol } HBr(g)

oluştuğunda bu değerin beşte biri olan

20.6\text{ kJ}

ısı açığa çıkacağı hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye katılan elementlerin standart koşullardaki fiziksel hallerini ve buna bağlı olarak standart oluşum entalpilerini belirlemek.

Standart koşullarda hidrojenin en kararlı hali gaz (

H_2(g)

) olduğu için

\Delta H_f^\circ[H_2(g)] = 0\text{ kJ/mol}

'dür. Bromun standart koşullardaki en kararlı hali sıvı (

Br_2(l)

) olduğundan, gaz halindeki bromun oluşum entalpisi sıfırdan farklıdır ve

\Delta H_f^\circ[Br_2(g)] = +31\text{ kJ/mol}

'dür. Ürün olan hidrojen bromür için ise

\Delta H_f^\circ[HBr(g)] = -36\text{ kJ/mol}

'dür.

Tepkime entalpisini hesaplarken elementlerin standart hallerine dikkat edilmeli ve kararlı haller dışındaki formların oluşum entalpileri sıfır alınmamalıdır.

2

Tepkime entalpisini (

\Delta H^\circ

) standart oluşum entalpileri yardımıyla hesaplamak.

\Delta H^\circ = \sum n\Delta H_f^\circ(\text{ürünler}) - \sum m\Delta H_f^\circ(\text{girenler})

\Delta H^\circ = [2 \times \Delta H_f^\circ(HBr(g))] - [\Delta H_f^\circ(H_2(g)) + \Delta H_f^\circ(Br_2(g))]

\Delta H^\circ = [2 \times (-36)] - [0 + 31] = -72 - 31 = -103\text{ kJ}

Tepkimenin net entalpi değişimini bulmak için ürünlerin oluşum entalpileri toplamından girenlerinki çıkarılır.

3

0.4\text{ mol } HBr(g)

oluştuğunda meydana gelen ısı değişimini oran-orantı yöntemiyle hesaplamak.

Tepkime denklemine göre

2\text{ mol } HBr(g)

oluştuğunda

\Delta H^\circ = -103\text{ kJ}

olmaktadır (yani

103\text{ kJ}

ısı açığa çıkmaktadır).

2\text{ mol } HBr

oluştuğunda

103\text{ kJ}

ısı açığa çıkıyorsa,

0.4\text{ mol } HBr

oluştuğunda

x

ısı açığa çıkar.

x = \frac{0.4 \times 103}{2} = 20.6\text{ kJ}

Tepkime entalpisi denklemdeki katsayılara (2 mol HBr) göre hesaplandığı için, istenen mol miktarına (0.4 mol) doğru orantı yoluyla geçiş yapılır. Değer negatif olduğu için ısı açığa çıktığı sonucuna varılır.

Anahtar Kavram

Tepkime entalpisinin standart oluşum entalpileri kullanılarak hesaplanmasında, elementlerin standart şartlardaki en kararlı hallerinin oluşum entalpisi sıfır kabul edilirken, bu haller dışındaki elementlerin oluşum entalpileri hesaba dahil edilmelidir. Tepkime entalpisi katsayılarla doğru orantılıdır.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 15Soru →

Standart koşullarda (

25\text{ }^\circ\text{C}

,

1\text{ atm}

) gerçekleşen,

2H_2S(g) + 3O_2(g) \rightarrow 2SO_2(g) + 2H_2O(g)

tepkişmesinde

6{}8\text{ g } H_2S(g)

tamamen yakıldığında

103{}8\text{ kJ}

ısı açığa çıkmaktadır.

Buna göre, $H_2S(g)$ bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi ( $\Delta H_f^\circ$ ) kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?
( $H = 1\text{ g/mol}$ , $S = 32\text{ g/mol}$ , Standart molar oluşum entalpileri: $\Delta H_f^\circ(H_2O(g)) = -242\text{ kJ/mol}$ , $\Delta H_f^\circ(SO_2(g)) = -297\text{ kJ/mol}$ )

-40

-20

+20

-539

-1058

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -20

Cevap

Standart molar oluşum entalpisi -20 kJ/mol'dür.

Tepkimede

6{}8\text{ gram } H_2S(g)

(

0{}2\text{ mol}

) tamamen yandığında

103{}8\text{ kJ}

ısı açığa çıkmaktadır. Tepkime denkleminde

H_2S

gazının katsayısı

2

olduğundan,

2\text{ mol } H_2S

yandığında

1038\text{ kJ}

ısı açığa çıkar ve tepkime entalpisi

\Delta H^\circ = -1038\text{ kJ}

olur.

\Delta H^\circ = \sum n\Delta H_f^\circ(\text{ürünler}) - \sum m\Delta H_f^\circ(\text{girenler})

eşitliğinde element olan

O_2(g)

gazının oluşum entalpisi sıfır alınarak

-1038 = [2(-297) + 2(-242)] - 2\Delta H_f^\circ(H_2S)

işlemi yapıldığında

H_2S(g)

'nin standart molar oluşum entalpisi

-20\text{ kJ/mol}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

H_2S

gazının mol kütlesini ve harcanan mol sayısını hesaplayalım.

M_A(H_2S) = (2 \times 1) + 32 = 34\text{ g/mol}

ve

n = \frac{6{}8}{34} = 0{}2\text{ mol}

Tepkimedeki stokiyometrik ilişkileri kurabilmek için öncelikle harcanan maddenin mol sayısını bulmalıyız.

2

Tepkime denklemindeki katsayılara göre standart tepkime entalpisini (

\Delta H^\circ

) hesaplayalım.

0{}2\text{ mol } H_2S

yandığında

103{}8\text{ kJ}

ısı açığa çıkıyorsa,

2\text{ mol } H_2S

yandığında

1038\text{ kJ}

ısı açığa çıkar. Tepkime ekzotermik olduğundan

\Delta H^\circ = -1038\text{ kJ}

'dur.

Entalpi hesabı tepkimedeki katsayılara göre standart mol başına yapıldığından,

H_2S

katsayısı olan 2 mole göre entalpi değişimi bulunur.

3

Standart oluşum entalpileri formülünü yazıp bilinen değerleri yerine koyarak

H_2S(g)

'nin oluşum entalpisini çekelim.

\Delta H^\circ = [2\Delta H_f^\circ(SO_2(g)) + 2\Delta H_f^\circ(H_2O(g))] - [2\Delta H_f^\circ(H_2S(g)) + 3\Delta H_f^\circ(O_2(g))]

formülünde,

O_2(g)

standart koşullarda en kararlı elementel halde olduğundan oluşum entalpisi sıfırdır. Buna göre:

-1038 = [2(-297) + 2(-242)] - [2x + 0] \Rightarrow -1038 = -1078 - 2x \Rightarrow 2x = -40 \Rightarrow x = -20\text{ kJ/mol}

Ürünlerin oluşum entalpileri toplamından girenlerin oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak tepkime entalpisi eşitliğinden bilinmeyen madde bulunur.

Anahtar Kavram

Tepkime entalpisi, ürünlerin standart molar oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart molar oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak hesaplanır. Elementlerin standart koşullardaki en kararlı hallerinin standart molar oluşum entalpileri sıfır kabul edilir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 16Soru →

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

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

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

Madde	$\Delta H_f^\circ$ ( $\text{kJ/mol}$ )
$Fe_2O_3(k)$	$-824$
$CO(g)$	$-110$
$CO_2(g)$	$-394$

Buna göre;

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

yargılarından hangileri doğrudur?

( $Fe = 56\text{ g/mol}$ )

Yalnız I

Yalnız III

I ve II

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

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\text{ kJ}

olarak bulunur. Tepkimede

2\text{ mol } Fe

oluştuğunda

28\text{ kJ}

ısı açığa çıktığına göre,

0,2\text{ mol } (11,2\text{ g}) Fe

oluştuğunda

2,8\text{ kJ}

ısı açığa çıkacağı doğrudur. Standart koşullarda sıvı demirin standart molar oluşum entalpisi sıfır olmadığından I ve II. öncüller doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimenin standart entalpi değişimini (

\Delta H^\circ

) standart oluşum entalpileri formülünü kullanarak hesaplayınız.

\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

\Delta H_f^\circ(Fe(k)) = 0\text{ kJ/mol}

alınır.

\Delta H^\circ = [2(0) + 3(-394)] - [-824 + 3(-110)]

\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 (

Fe

) metalinin mol sayısını ve açığa çıkan ısı miktarını hesaplayınız.

n(Fe) = \frac{m}{M_A} = \frac{11,2\text{ g}}{56\text{ g/mol}} = 0,2\text{ mol}

Tepkime denklemine göre,

2\text{ mol } Fe(k)

oluştuğunda

28\text{ kJ}

ısı açığa çıkmaktadır.

0,2\text{ mol } Fe(k)

oluştuğunda ise:

\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)

) standart oluşum entalpisini değerlendiriniz.

Standart koşullarda (

25\text{ }^\circ\text{C}

ve

1\text{ atm}

) demir elementinin en kararlı fiziksel hali katıdır (

Fe(k)

). Bu nedenle

\Delta H_f^\circ(Fe(k)) = 0\text{ kJ/mol}

iken, sıvı demirin standart oluşum entalpisi sıfırdan büyüktür (

\Delta H_f^\circ(Fe(s)) > 0

).

Elementlerin sadece standart koşullardaki en kararlı fiziksel hallerinin standart oluşum entalpisi sıfır kabul edilir.

Anahtar Kavram

Standart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı

Tahmini Süre:2m 0s

Standart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Alternatif Yöntem

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Alternatif Yöntem

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Alternatif Yöntem

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar