Reaksiyon İsısı
 

Reaksiyon Isısı

REAKSİYON ISISI

1. Ekzotermik ve endotermik reaksiyonlar

2. Oluşum ısısı

3. Formül yöntemiyle ?H hesaplama

4. Bağ enerjileri yöntemiyle ?H hesaplama

5. Hess prensipleri ile ?H hesaplama

6. ?H ile ilgili terimler

7. Hal değişim grafikleri

REAKSİYON ISISI

? Reaksiyon sırasında sisteme verilen enerji ile açığa çıkan enerji arasındaki enerji farkına entalpi denir. Ve ?H ile gösterilir.

?H = ?H2 (ürünler) - ?H1 (girenler)

?H1 : Reaksiyon dan önceki toplam enerji

?H2 : Reaksiyon sonucunda oluşan toplam enerji

REAKSİYON ISISI

? Reaksiyon entalpisi

bağlı olarak değişir.

POTANSİYEL ENERJİ VE TEPKİME KOORDİNATI

REAKSİYON ISISI

? Kimyasal reaksiyonlar ?H ın pozitif veya negatif olmasına göre ikiye ayrılır.

? Endotermik Reaksiyonlar

? Ekzotermik Reaksiyonlardır.

ENDOTERMİK REAKSİYONLAR

ENDOTERMİK REAKSİYONLARIN ÖZELLİKLERİ

? ?H > 0 dır.

? Reaksiyona girenlerin potansiyel enerjileri toplamı ürünlerin potansiyel enerjileri toplamın dan düşüktür.

? Minimum enerjiye eğilim girenler yönünedir.

? Sistem dışardan ısı alır.

? İleri yöndeki aktivasyon enerjisi geri yöndeki aktivasyon enerjisinden büyüktür.

EKZOTERMİK REAKSİYONLAR

? Ortama ısı vererek gerçekleşen reaksiyonlara ekzotermik reaksiyonlar denir. Ürünlerin enerjileri toplamı, girenlerin enerjileri toplamından küçüktür.

? ?H negatiftir.

? Ekzotermik reaksiyonları aşağıdaki şekillerde göstermek mümkündür.

A? B+ısı

A ? B+ Q kkal

A? B?H < 0

EKZOTERMİK REAKSİYONLAR

EKZOTERMİK REAKSİYONLARIN ÖZELLİKLERİ

? ?H < 0 dır.

? Reaksiyona girenlerin potansiyel enerjileri toplamı reaksiyondan çıkanların potansiyel enerjileri toplamından büyüktür.

? Minimum enerjiye eğilim ürünler yönündedir.

? Sistem dışarıya ısı verir.

? İleri yöndeki aktivasyon enerjisi geri yöndeki aktivasyon enerjisinden küçüktür.

A) Ürünlerin potansiyel enerjisi c dir.

B) Girenlerin potansiyel enerjisi a dır.

C) İleri tepkimenin aktifleşme enerjisi b ? a dır.

D) Reaksiyonun ?H ?ı a ? c dir.

E) Geri tepkimenin aktifleşme enerjisi b ? c dir.

CEVAP : ( D )

Örnek :

I.Suyun donması

II. Metan gazının yanması

III. Alkolün uçması

Yukarıda verilen olaylardan hangileri ısı veren ( ekzotermik ) olaydır ?

CEVAP : (ÖSS?91, I ? II)

OLUŞUM ISISI

? Standart şartlarda ( 1 atm , 25 0C ) 1 mol bileşiğin elementlerinden oluştuğu reaksiyonun ?H?ına o bileşiğin oluşum ısısı denir. ?Hf ile gösterilir.

? Oluşum ısısına ısı kapsamı veya iç potansiyel enerji adı verilebilir.

? Elementlerin standart şartlarda oluşum ısıları sıfır kabul edilir.

Cl2(g) => ?Hf =0C(k) => ?Hf =0

? Standart şartların dışında olursa elementlerin oluşum ısıları sıfırdan farklı olur.

Cl2(g) => ?Hf ? 0C(k) => ?Hf ? 0

? Bileşiklerin oluşma ısıları sıfıra eşit olamaz.

C(k) + O2(g) ? CO2(g) + 94 kkal

Örnek :

N2(g) + 3H2(g) ? 2NH3(g)?H = - 22 kkal/mol Tepkimesi ile ilgili olarak

I.Ekzotermik bir tepkimedir.

II. NH3(g) un molar oluşma ısısı ?22 kkal?dir.

III. N2 ve H2 nin oluşma ısıları sıfırdır.

İfadelerinden hangileri doğrudur ?

CEVAP I ? III )

FORMÜL YÖNTEMİ İLE ?H HESAPLAMA

Ürünlerin oluşma ısıları toplamı ile girenlerin oluşma ısıları toplamı arasındaki fark ?H?ı yani entalpi değişimini ( tepkime ısısını ) verir.

?H = ?Hf (ürünler) - ?Hf (girenler)

Örnek :

SO3 (g)= - 94,5kkal / mol

H2O (s) = - 68,3kkal / mol

H2SO4 (s) = - 216,9 kkal / mol

Yukarıdaki molar oluşum ısılarını kullanarak,

SO3 (g) + H2O (s)?H2SO4 (s)

Reaksiyonunun ?H ?ını ( tepkime ısısını ) hesaplayınız ?

CEVAP : ( - 54,1 kkal/mol )

Örnek :

H2O(s) ve H2O(g) maddelerinin standart şartlarda oluşma ısıları verilmiştir.

H2O(s) = - 68,4 kkal/mol

H2O(g) = - 57,8 kkal/mol

Buna göre suyun molar buharlaşma ısısı kaç kkal / mol dür ?

CEVAP : ( 10,6 kkal/mol )

BAĞ ENERJİLERİ YÖNTEMİ İLE ?H HESAPLAMA

? Bir bağın oluşması yada kırılması için gerekli olan enerjiye bağ enerjisi denir.

? Bir bağı kırmak için enerji verilmesi gerekirken, bir bağ oluşurken de enerji açığa çıkar. Buna göre bağın kırılması olayı endotermik bir olayken bağın oluşması olayı bir ekzotermik olaydır.

? H = ?H (girenler ) - ?H (ürünler )

Örnek :

Bağ türüEnerji (kkal / mol )

H ? H104

Cl ? Cl 58

H ? Cl103

Verilen bilgilere göre ,

H2 (g) + Cl2 (g) ? 2 HCl (g)

tepkimesinin ?H ?ını hesaplayınız ?

CEVAP : ( - 44 kkal/mol )

Örnek :

Bağ türüEnerji (kkal / mol )

C ? H 99

H ? H 104

C = C 150

C ? C 120

Verilen bağ enerjilerine göre ,

C2H6?C2 H4+H2

tepkimesinin ?H değeri kaçtır ?

CEVAP : ( 64 kkal/mol )

HESS PRENSİPLERİ İLE ?H HESAPLAMA

HESS PRENSİPLERİ

I.Tepkime ters çevrilirse ?H ın işareti değiştirilir.

*A+B?C ?H = - 94kkal/mol

C ?A+B ?H =94kkal/mol

II.Tepkime herhangi bir sayı ile çarpılırsa ?H da aynı sayı ile çarpılır.

*A+B?C?H = - 94kkal/mol

2 A + 2 B ? 2 C ?H = - 188 kkal/mol

III. Tepkimeler toplandığında ?H larda toplanır. Denklemler toplanırken çapraz durumda olanlar sadeleştirilir.

* A+ B ? C ?H = - 94 kkal/mol

C+ D ? A + K ?H = 108 kkal/mol

B+ D ? K ?H = + 14 kkal/mol

Örnek :

C +O2? CO2?H = - 94 kkal/mol

H2 + ½ O2 ? H2O?H = - 58 kkal/mol

4C + 5 H2 + ½ O2 ? C4H9OH ?H = -102 kkal/mol

Yukarıdaki denklemlerden yola çıkarak,

C4H9OH+ 6 O2? 4 CO2+ 5 H2O

tepkimesinin ?H değerini hesaplayınız ?

CEVAP : ( - 544 kkal/mol )

Örnek :

S +O2? SO2 ?H = - 71 kkal

S + 3/2 O2 ? SO3?H = - 94 kkal

Yukarıdaki denklemlerden yola çıkarak,

SO2 + ½ O2? SO3

tepkimesinin entalpi değişimini bulunuz ?

CEVAP : ( - 23 kkal/mol )

?H ( ENTALPİ DEĞİŞİMİ ) İLE İLGİLİ TERİMLER

YANMA ISISI

Yanma reaksiyonları sonucunda ortama daima ısı yayılır. Sadece N2 nin yanma olayında ısıya ihtiyaç vardır. Diğer bütün yanma reaksiyonları ekzotermiktir.

NÖTÜRLEŞME ISISI

Asitlerle bazların reaksiyonlarına nötürleşme reaksiyonları, bu reaksiyonlar sonucu oluşan entalpi değişimine de nötürleşme ısısı denir. Nötürleşme olayları ekzotermik olaylardır.

ERİME ISISI

Maddenin katı halden sıvı hale geçmesine erime , bu olay sırasındaki entalpi değişimine de erime ısısı adı verilir. Erime olayı ısı alan yani endotermik bir olaydır.

DONMA ISISI

Maddenin sıvı halden katı hale geçmesine donma, bu olay sırasındaki entalpi değişimine de donma ısısı denir. Donma olayı ısı veren yani ekzotermik bir olaydır.

BUHARLAŞMA ISISI

Maddenin sıvı halden gaz hale geçmesine donma, bu olay sırasındaki entalpi değişimine de buharlaşma ısısı denir. Buharlaşma ısı alan yani endotermik bir olaydır.

YOĞUNLAŞMA ISISI

Maddenin gaz halden sıvı hale geçmesine yoğunlaşma, bu olay sırasındaki entalpi değişimine de yoğunlaşma ısısı denir. Yoğunlaşma ısı veren yani ekzotermik bir olaydır.

SÜBLİMLEŞME ISISI

Maddenin katı halden direk gaz haline geçmesine süblimleşme, bu olay sırasındaki entalpi değişimine de süblimleşme ısısı denir. Süblimleşme ısı alan yani endotermik bir olaydır.

ÇÖZÜNME ISISI

Bir maddenin başka bir madde içerisinde homojen olarak dağılmasına çözünme, bu olay sırasındaki entalpi değişimine de çözünme ısısı denir. Çözünme olayı sırasında maddeler hem ısı alabilir hem de ısı verebilir. Yani olay ekzotermikte, endotermikte olabilir.

Örnek :

XO nun molar oluşum entalpisi ?H=-152 kkal?dir. 2,8 gram XO bileşiği elementlerinden oluşurken 7,6 kkal ısı açığa çıktığına göre X in atom kütlesi kaçtır ? (O:16)

CEVAP : ( 40 g/mol )

HAL DEĞİŞİM GRAFİKLERİ

Örnek :

Kalorimetre kabında 10 0C deki 20 gram su ile 60 0C deki 40 gram su karıştırılırsa son sıcaklık kaç 0C olur ?

CEVAP : ( 43,3 OC )

Örnek :

50 0C deki su ile 0 0C deki buz eşit kütleler de alınarak yalıtılmış bir kapta karıştırılıyor. Bu karışım yeterince bekletildiğinde aşağıdakilerden hangisi olur ? ( csu = 1 kal / g.0C, Le = 80 kal / g )

A) 0 0C de tamamen su olur

B) 0 0C de tamamen buz olur

C) 0 0C de buz ? su karışımı olur.

D) 25 0C de su olur.

E) 10 0C de su olur.

Örnek :

80 0C deki 60 gram suyun sıcaklığını 48 0C ye düşürmek için içerisine kaç gram 0 0C de demir metali atılmalıdır ? (csu=1 kal/g.0C cFe= 0,1kal/g.0C)

CEVAP : ( 400 g. )

Örnek :

0 oC deki büyük bir buz kütlesinin üzerine 80 0C deki 600 gram su dökülüyor. Dökülen su kaç gram buzu eritir ? ( csu =1 kal/g.0C Le= 80 kal/g )

CEVAP : ( 600 gram buz )

Hazırlayan: M. ACER