Kimya laboratuvarı
Taneciği hayal et; formülü, tepkimeyi ve oranı birlikte oku.
7 bölüm · ~16 dk · 17 etkileşim
Kimyasal tepkimelerde enerji, AYT Kimya'da genellikle 1 soru ile yer alır ve hem kavram hem hesap bilgisi ister. Kimyasal tepkimelerde bağlar kırılır ve yeni bağlar oluşur; bağ kırmak enerji gerektirir, bağ oluşumu ise enerji açığa çıkarır. Bu iki enerjinin farkı, tepkimenin ısı alıp vermesini belirler.
Sabit basınçta bir tepkimede alınan ya da verilen ısıya tepkime entalpisi (ΔH) denir: ΔH = H(ürünler) − H(girenler). AYT'de bu değerin dört farklı yoldan hesaplanması beklenir: (1) denklemdeki ΔH ile mol oranı, (2) standart oluşum entalpileri, (3) Hess yasası ile denklemlerin toplanması, (4) bağ enerjileri. Konu, tepkime hızı ve denge konularındaki potansiyel enerji diyagramlarının da temelidir.
1Ekzotermik ve endotermik tepkimeler
İlk bölüm! Temeli burada atıyoruz, acele etme.
| Özellik | Ekzotermik | Endotermik |
|---|---|---|
| Isı alışverişi | Ortama ısı verir | Ortamdan ısı alır |
| ΔH işareti | ΔH < 0 | ΔH > 0 |
| Entalpi karşılaştırması | H(ürünler) < H(girenler) | H(ürünler) > H(girenler) |
| Örnekler | Yanma, nötrleşme, yoğuşma, donma | Buharlaşma, erime, elektroliz, suyun ayrışması |
"Ekzotermik tepkimede ortamın sıcaklığı düşer" demek yanlıştır; ekzotermik tepkime ortamı ısıtır.
2Denklem ve ΔH: dört kural
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
2SO₂(g) + O₂(g) → 2SO₃(g) ΔH = −198 kJ
olduğuna göre,
SO₃(g) → SO₂(g) + ½O₂(g)
tepkimesinin ΔH değeri kaç kJ'dür?
2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(s) ΔH = −572 kJ. Normal koşullarda 11,2 L H₂ gazı yeterli O₂ ile yandığında kaç kJ ısı açığa çıkar?
3Standart oluşum entalpisi
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
Bir bileşiğin 1 molünün, en kararlı hâldeki elementlerinden standart koşullarda (25 °C, 1 atm) oluşması sırasındaki entalpi değişimine standart oluşum entalpisi (ΔH°f) denir.
ΔH°f değerleri CH₄(g) = −75 kJ/mol, CO₂(g) = −394 kJ/mol, H₂O(s) = −286 kJ/mol olarak veriliyor. CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(s) tepkimesinin ΔH değerini ve 8 g CH₄ yandığında açığa çıkan ısıyı bulunuz. (H = 1, C = 12)
Aşağıdaki maddelerden hangisinin standart oluşum entalpisi sıfırdır?
4Hess yasası: basamakları topla
Yarıyı geçtin, harika gidiyorsun! 3 bölüm kaldı.
Bir tepkimenin ΔH değeri, tepkimenin tek basamakta ya da birden fazla basamakta gerçekleşmesinden bağımsızdır; yalnızca başlangıç ve son duruma bağlıdır. Hedef tepkimeyi elde edecek şekilde verilen denklemler ters çevrilir, katsayılarla çarpılır ve toplanır; ΔH değerlerine de aynı işlemler uygulanır.
C(k) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH = −394 kJ ve CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g) ΔH = −283 kJ veriliyor. C(k) + ½O₂(g) → CO(g) tepkimesinin ΔH değerini bulunuz.
H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(s) ΔH = −286 kJ ve H₂O(s) → H₂O(g) ΔH = +44 kJ olduğuna göre H₂O(g)'nin standart oluşum entalpisi kaçtır?
H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(g) ΔH₁
H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(s) ΔH₂
Tepkimeleri aynı koşullarda gerçekleşmektedir.
Buna göre ΔH₁ ve ΔH₂ arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?
5Bağ enerjileri
Arada küçük sorular var, atlamadan çöz.
Gaz hâlindeki bir mol bağı kırmak için gereken enerjiye bağ enerjisi denir. Bağ kırılması endotermik, bağ oluşumu ekzotermiktir.
İki formülü ters kurmak (ΔH°f için "girenler − ürünler", bağ enerjisi için "ürünler − girenler") en sık yapılan hatadır.
Bağ enerjileri H–H = 436, Cl–Cl = 243, H–Cl = 432 kJ/mol olduğuna göre H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g) tepkimesinin ΔH değeri kaç kJ'dür?
Bağ enerjisi hesabında molekülde birden fazla bulunan bağları (CH₄'teki 4 C–H gibi) tek sayma; çift ve üçlü bağları da tekli bağ gibi alma.
6ÖSYM'de nasıl soruluyor
Takıldığın yere not al, sonra birlikte döneriz.
- Isı–miktar orantısı: Belirli kütle ya da hacimdeki madde tepkimeye girince açığa çıkan ısı ya da belirli ısı için gereken madde miktarı.
- Oluşum entalpisinden ΔH: Tabloda verilen ΔH°f değerleriyle tepkime entalpisi ya da bilinmeyen bir maddenin ΔH°f değeri.
- Hess yasası: İki ya da üç denklem verilir, hedef tepkimenin ΔH değeri istenir.
- Bağ enerjisi: Tepkime entalpisi ya da bilinmeyen bir bağın enerjisi.
- Kavramsal yargılar: Ekzotermik–endotermik, kararlılık, fiziksel hâl etkisi ve oluşum tepkimesinin tanımı (I–II–III).
- Karışım soruları: İki yakıtın karışımından açığa çıkan toplam ısıdan karışımın bileşimi.
Denklem ters çevrilince ΔH değişmez.
Sıvı ve gaz hâlindeki suyun oluşum ΔH değerleri aynıdır.
Ekzotermik tepkimede ortamın sıcaklığı düşer.
Katalizör ΔH'ı değiştirmez.
7Kısa tekrar
Son bölüm! Biraz kaldı, bitirmek üzeresin.
ΔH = H(ürünler) − H(girenler); ΔH < 0 , ΔH > 0 . Ters çevir → ; k ile çarp → ; topla → ΔH'lar toplanır (Hess). Elementlerin en kararlı hâlinde ΔH°f = ; ΔH = ΣΔH°f() − ΣΔH°f(). Bağ enerjisi: ΔH = Σ() − Σ(). Entalpisi düşük olan daha ; elmastan kararlıdır. H₂O(s) oluşumu, H₂O(g) oluşumundan daha ısı verir. Katalizör ΔH'ı ; ΔH = Ea(ileri) − Ea(geri).