Termodinamik - Termodinamik Nedir? - Termodinamik Kanunları

**Prof. Dr. Sinsi** · 09-09-2012

020101 Oluşum entalpileri

Sabit basınç altında reaksiyondaki ısı değişimi reaksiyonun entalpisi olarak adlandırılır

Standart entalpi değişimi DHº şeklinde ifade edilir

Oluşum entalpisinden (DHºo) bahsedildiği için reaksiyona giren ve ürün olarak çıkan her bileşiğin oluşum entalpisi bilinmelidir

Elementlerin (N2, O2 gibi) oluşum entalpileri O dır

DHº = DHºürünler- DHºreaksiyona girenler

Örneğin

3H2O (g) + 4N2 (g) à 2NH3 (g) + 3NO2 (g)

DHº = [2 x DHºNH3 + 3 x DHºNO2] [ 3 x DHºH2O 4 x DHºN2]
DHº = [2 x (-46,19) + 3 x (81,56)] [ 3 x (-285,9) + 4 x 0]
DHº = + 1010 kJ

Sonucun (+) çıkması ısı absorplandığı yani reaksiyonun endotermik olduğunu gösterir

020102 Hess Yasası

Bir reaksiyon birden fazla basamakta gerçekleşiyorsa reaksiyonun entalpi değişimi, her basamaktaki entalpi değişiminin toplamına eşittir

Bu olay HESS kanunu olarak bilinir

Etil alkolun oksijen ile reaksiyonu sonunda CO2 ve H2O oluşur

Bu tepkimenin standart oluşma entalpisini Hess kanunundan faydalanarak bulabiliriz

2C(grafit)+ 3H2(g)+ (1/2)O2(g) à C2H5OH(l) DH°o= -277

7 kJ
C(grafit)+O2(g) à CO2(g) DH° o= -393

5 kJ
H2(g) + (1/2)O2(g) à H2O(l) DH°o= -285

8 kJ
C2H5OH(l) + 3O2(g) -> 2CO2(g) + 3H2O(l)

Yukarıdaki 3 ara tepkimeden alttaki ana tepkimeyi elde edebilmemiz için öncelikle bir takım düzeltmeler yapmamız gerekiyor

Ana tepkimede 2 mol CO2 ve 2 mol H2O oluşması gerektiğini görüyoruz

Fakat bunlar ara basamaklarda 1� er mol

Bu nedenle II

ve III

ara basamaktaki bütün molekülleri ve DH°o değerini 2 ile çarpmalıyız

Bir diğer yapmamız gereken işlem C2H5OH ana reaksiyonda girenler tarafında fakat ara basamakta ürünler yönünde

Bu nedenle bu reaksiyonu ters çevirmeliyiz

Bu da DH°o değerininde işaretini değiştireceğiz demektir

C2H5OH(l)+ 3O2(g) à2C(grafit)+3H2(g)+(7/2)O2(g) DH°o= +2777 kJ
2C(grafit)+2O2(g) à 2CO2(g) DH°o= -787 kJ
3H2(g) + (3/2)O2(g) à 3H2O(l) DH°o= -857

4 kJ
C2H5OH(l) + 3O2(g) à 2CO2(g) + 3H2O(l) DH°o= +277

7 kJ + (-787 kJ) + ( 857

4 kJ )
DH°o= + 1366

7 kJ

Başka bir örnek C3H8in oksijen ile yanması sonunda oluşan reaksiyonun standart oluşum entalpisinin hesaplanması, şematik olarak aşağıda verilmiştir

Örnek: 3H2O (g) + 4N2 (g) à 2NH3 (g) + 3NO2 (g) tepkimesinin 25º C deki enerji değişimini hesaplayınız

Bu problemi DHº = DEº + (Dn)RT formülü ile çözmeliyiz

Bu nedenle öncelikle reaksiyonun DHº değerini bulmalıyız

DHº = [2 x DHºNH3 + 3 x DHºNO2] [ 3 x DHºH2O 4 x DHºN2]
DHº = [2 x (-46,19) + 3 x (81,56)] [ 3 x (-285,9) + 4 x 0]
DHº = + 1010 kJ

DHº = DEº + (Dn)RT
DEº = DHº - (Dn)RT
Dn = (2+3) (4+3) = -2 Burada dikkat edilmesi gereken şey Dn hesaplanırken gaz olan element ve bileşikler hesaba katılırken sıvı ve katı formda olan bileşikler ve elementler hesaplamaya katılmaz

DEº = 1010 kJ [(-2) x 8,314 JK-1mol-1 x 298 K]
DEº = 5965,14 kJmol-1

09-09-2012	#2
Prof. Dr. Sinsi	Termodinamik - Termodinamik Nedir? - Termodinamik Kanunları 020101 Oluşum entalpileri Sabit basınç altında reaksiyondaki ısı değişimi reaksiyonun entalpisi olarak adlandırılır Standart entalpi değişimi DHº şeklinde ifade edilir Oluşum entalpisinden (DHºo) bahsedildiği için reaksiyona giren ve ürün olarak çıkan her bileşiğin oluşum entalpisi bilinmelidir Elementlerin (N2, O2 gibi) oluşum entalpileri O dır DHº = DHºürünler- DHºreaksiyona girenler Örneğin 3H2O (g) + 4N2 (g) à 2NH3 (g) + 3NO2 (g) DHº = [2 x DHºNH3 + 3 x DHºNO2] [ 3 x DHºH2O 4 x DHºN2] DHº = [2 x (-46,19) + 3 x (81,56)] [ 3 x (-285,9) + 4 x 0] DHº = + 1010 kJ Sonucun (+) çıkması ısı absorplandığı yani reaksiyonun endotermik olduğunu gösterir 020102 Hess Yasası Bir reaksiyon birden fazla basamakta gerçekleşiyorsa reaksiyonun entalpi değişimi, her basamaktaki entalpi değişiminin toplamına eşittir Bu olay HESS kanunu olarak bilinir Etil alkolun oksijen ile reaksiyonu sonunda CO2 ve H2O oluşur Bu tepkimenin standart oluşma entalpisini Hess kanunundan faydalanarak bulabiliriz 2C(grafit)+ 3H2(g)+ (1/2)O2(g) à C2H5OH(l) DH°o= -2777 kJ C(grafit)+O2(g) à CO2(g) DH° o= -3935 kJ H2(g) + (1/2)O2(g) à H2O(l) DH°o= -2858 kJ C2H5OH(l) + 3O2(g) -> 2CO2(g) + 3H2O(l) Yukarıdaki 3 ara tepkimeden alttaki ana tepkimeyi elde edebilmemiz için öncelikle bir takım düzeltmeler yapmamız gerekiyor Ana tepkimede 2 mol CO2 ve 2 mol H2O oluşması gerektiğini görüyoruz Fakat bunlar ara basamaklarda 1� er mol Bu nedenle II ve IIIara basamaktaki bütün molekülleri ve DH°o değerini 2 ile çarpmalıyız Bir diğer yapmamız gereken işlem C2H5OH ana reaksiyonda girenler tarafında fakat ara basamakta ürünler yönünde Bu nedenle bu reaksiyonu ters çevirmeliyiz Bu da DH°o değerininde işaretini değiştireceğiz demektir C2H5OH(l)+ 3O2(g) à2C(grafit)+3H2(g)+(7/2)O2(g) DH°o= +2777 kJ 2C(grafit)+2O2(g) à 2CO2(g) DH°o= -787 kJ 3H2(g) + (3/2)O2(g) à 3H2O(l) DH°o= -8574 kJ C2H5OH(l) + 3O2(g) à 2CO2(g) + 3H2O(l) DH°o= +2777 kJ + (-787 kJ) + ( 8574 kJ ) DH°o= + 13667 kJ Başka bir örnek C3H8in oksijen ile yanması sonunda oluşan reaksiyonun standart oluşum entalpisinin hesaplanması, şematik olarak aşağıda verilmiştir Örnek: 3H2O (g) + 4N2 (g) à 2NH3 (g) + 3NO2 (g) tepkimesinin 25º C deki enerji değişimini hesaplayınız Bu problemi DHº = DEº + (Dn)RT formülü ile çözmeliyiz Bu nedenle öncelikle reaksiyonun DHº değerini bulmalıyız DHº = [2 x DHºNH3 + 3 x DHºNO2] [ 3 x DHºH2O 4 x DHºN2] DHº = [2 x (-46,19) + 3 x (81,56)] [ 3 x (-285,9) + 4 x 0] DHº = + 1010 kJ DHº = DEº + (Dn)RT DEº = DHº - (Dn)RT Dn = (2+3) (4+3) = -2 Burada dikkat edilmesi gereken şey Dn hesaplanırken gaz olan element ve bileşikler hesaba katılırken sıvı ve katı formda olan bileşikler ve elementler hesaplamaya katılmaz DEº = 1010 kJ [(-2) x 8,314 JK-1mol-1 x 298 K] DEº = 5965,14 kJmol-1