Reaksiyon Entalpisi

REAKSİYON ENTALPİSİ

• REAKSİYON ENTALPİSİ (ISISI)
Reaksiyonlar ısı yönüyle ikiye ayrılır
1 Ekzotermik reaksiyonlar (ısı veren)
2 Endotermik reaksiyonlar (ısı alan)
Bir kimyasal reaksiyon söz konusu ise mutlaka enerji değişimi olur Ya dışarıya ısı verilir ya da çevreden ısı alınır
H2+ 1/2 O2 ® H2O + 68 kkal (Ekzotermik reaksiyon)
N2 + O2 + 42 kkal ® 2NO (Endotermik reaksiyon)

ENTALPİ (DH)
Herhangi bir madde bir kimyasal reaksiyonda dışarıya enerji vererek başka bir maddeye dönüşüyorsa, açığa çıkan enerji önceden başlangıçtaki maddede depo edilmiş halde bulunmalıdır
Aynı şekilde oluşan maddeler de, başka bir maddeye dönüşürken gene enerji verebildiklerine göre bu maddelerde depo edilmiş enerji vardır denilebilir
Herhangi bir maddenin kimyasal yapısına bağlı olarak depo edilmiş olan bu enerjiye ısı kapsamı denir Sabit basınçta H ile gösterilir
İç enerji değişimine entalpi adı verilir Her maddenin kendi içinde bulundurduğu bir iç enerjisi vardır
DH ile gösterilir
Bir maddenin katı, sıvı, gaz hallerinde entalpi değerleri farklıdır

Entalpi;
a Madde miktarına
b Maddenin fiziksel haline
c Basınca bağlıdır
DH : (+) işaretli ise ya da DH > 0 ise olay endotermiktir
DH : (-) işaretli ise ya da DH < 0 ise olay ekzotermiktir


OLUŞUM ENTALPİSİ (ISISI)
Elementlerin ve tabiatta bulunan halleri ile tek cins atomdan oluşmuş moleküllerin
(Na, Fe, H2, O2…) entalpileri sıfır kabul edilmiştir
Elementlerin bir araya gelerek 1 mol bileşik oluştururken kullanılan ısıya ya da açığa çıkan ısıya oluşum entalpisi denir
C + O2 ® CO2 DH = -94 kkal
C ve O2'nin entalpisi sıfır olduğundan CO2'nin oluşum entalpisi -94 kkal/mol'dür
2Fe + 3/2 O2 ® Fe2O3 + 190 kkal
denklemine göre Fe ve O2'nin entalpileri sıfır olduğundan Fe2O3'ün oluşum entalpisi
–190 kkal/mol' dür denilir

REAKSİYON ENTALPİSİ

DH = DHürünler- DHgirenler

Ürünlerin oluşum entalpileri toplamından, girenlerin oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak reaksiyonun DH'ı hesaplanır

HESS KANUNU
(Reaksiyon Isılarının Toplanabilirliği)
Bir reaksiyon ister tek kademede oluşsun, isterse birden fazla tepkimenin toplamından oluşsun neticede ısı değişimi aynı olur
Bir tepkimenin entalpisi, tepkimenin izlediği yola (kademe sayısı) bağlı değildir

1. Reaksiyon ters çevrilince DH işaret değiştirir
2. Reaksiyon herhangi bir katsayı ile çarpılırsa DH'da çarpılır
3. Reaksiyonlar toplanırsa DH'lar da toplanır

şeklinde sıralanır

Örnek
2A + 3B ® 4C + 3D DH=+a kkal
A + 3E ®2C + 3D DH= - b kkal
olarak verildiğine göre;
B+D ® 2E
tepkimesinin DH değeri a ve b cinsinden nedir?

Çözüm
Verilen denklemler yardımıyla bilinmeyen denklemin DH'ı hesaplanacaktır
Bu işlem için I denklem 1/3 ile çarpılmalıdır
Çünkü sorulan denklemde B bir mol'dür

1. denklemin DH değeri a/3 olur
2. denklem ters çevrilmeli ve 2/3 ile çarpılmalıdır

ters çevrildiği için -b değeri b ye ve 2/3 b olur tepkimeler toplandığından DH'lar da toplanır

HAL DEĞİŞMELERİ
Bir maddeye verilen enerji maddenin sıcaklığını artırıyorsa maddeye verilen enerji
Q = mc Dt formülüyle hesaplanır Maddeye verilen enerji maddenin sıcaklığını değiştirmeden fiziksel halini değiştiriyorsa maddeye verilen enerji Q = ml formülü ile hesaplanır
Katı bir maddenin ısıtılması sırasında erime noktasına kadar maddenin sıcaklığı artar ve katının ısınması sırasında aldığı ısı;

formülüyle bulunur
Erime noktasına gelmiş olan katının erime süresince sıcaklığı değişmez, fakat maddeyi eritmek için ısı verilmektedir Bu verilen ısı maddenin katı halden, sıvı hale geçmesini sağlamaktadır
Q = mle
le: Bir maddenin 1 gramının katı halden sıvı hale geçebilmesi için verilmesi gereken ısı miktarıdır
Tamamen sıvı hale dönüşmüş olan maddeye ısı verilmeye devam edilirse sıvı ısınmaya başlar ve kaynama noktasına kadar sıcaklığı artar
Q = mcDt ile sıvının aldığı ısı bulunur
Sıvı kaynamaya başladığı andan, tamamen buharlaşıncaya kadar geçen zaman içerisinde sıcaklığı değişmez
Verilen ısı Q = mlb (lb: 1 gram maddenin sıvı halden, gaz hale geçmesi için verilen ısıdır)
Tamamen gaz haline geçen maddeye ısı verilmeye devam edilirse gazın sıcaklığı artacaktır ve gazın aldığı ısı Q = mcDt formülü ile bulunur
Bir maddeye verilen ısı, o maddenin ya sıcaklığında bir değişiklik yapar ya da halinde (durumunda) bir değişiklik yapar Bir madde erime noktasına kadar ısıtıldıktan sonra erimesi tamamlanıncaya kadar verdiğimiz enerji sıcaklık değişimine sebep olamaz Dolayısıyla verilen enerji maddenin hal değişimine uğramasına yol açmıştır

(Buz için ısınma eğrisi)

Not: Farklı sıcaklıklarda iki madde karıştırıldığında sıcaklığı fazla olandan düşük olana ısı geçişi olacaktır
Her zaman Q verilen=Q alınan

BAĞ ENERJİLERİ
İki atom arasındaki bağı koparabilmek için verilmesi gereken enerjiye bağ enerjisi denir
Bağın koparılması endotermik bir olay olduğuna göre bağın oluşumu ekzotermiktir
Bağ oluşurken koparmak için verdiğimiz enerji kadar ısı açığa çıkar
Bağ enerjisi ne kadar fazla ise bileşik o kadar kararlıdır
Bağ enerjileri kullanılarak reaksiyonun DH'ı hesaplanabilir


NOT : Herhangi bir kimyasal reaksiyon oluşması için reaksiyona giren maddelerin belirli bir enerjiye sahip olmaları gerekir Bu enerji bağı koparmak için verilmesi gereken enerjidir