Kimyasal Reaksiyonlarda Enerji

Kimyasal Reaksiyonlar ve Enerji Dünyamızı mor ötesi ışınlardan koruyan Ozon gazı ( O3 ) Oksijenden elde edilir böyle bir olayda hacim azalması 50 lt olarak belirlenmişse harcanan Oksijen ve oluşan Ozon miktarıları kaçar litredir? 3 O2 2 O3 3x224 2x224 Hacim Azalması = 672 - 448 =224 lt dir 672 lt O2 224 lt hacim azalması var ise X 50 lt hacim azalması X=150 lt O2 kullanılmıştır 100 lt O3 oluşmuştur Kimyasal Reaksiyonlar ve Enerji Tüm kimyasal reaksiyonlarda ya enerji alınır ya da verilir Suyun bileşenlerine ayrıltırılması ve suyun oluşturulması reaksiyonlarını düşünürsek hangisinde ısı alınır, hangisinde ısı verilir Suyun bileşenlerine ayrılması : 2H2O(s) 2 H2(g) + O2(g) Suyun oluşturulması : 2H2(g) + O2(g) 2 H2O(s) Bir moleküldeki atomlar kimyasal bağlarla bağlı tutulurlar Bu bağı koparmak ise enerji ister yani endotermiktir Suyun ayrıştırılması için enerji gereklidir Suyu bileşenlerine ayırmak için uygulanan kimyasal yöntem ise elektrolizdir Ayrıştırmak için enerji (Elektrik enerjisi) gereklidir Bu enerji ile atomları birarada tutan bağlar kopmaktadır Bağ oluşumu sırasında ise enerji açığa çıkar Suyun oluşumu ekzotermiktir Kimyasal bağların Sağlamlıklarını o bağları koparmak için gerekli enerjinin büyüklüğüne bakarak karşılaştırabiliriz Bazı reaksiyonları kalorimetrelerde gerçekleştirmek mümüküm değildir, dolayısıyla reaksiyonun ısısını ölçemeyiz Bu durumda bu tip reaksiyonların ısısını nasıl buluruz? Kalorimetre yardımıyla bütün reaksiyonların ısılarını ölçmek mümkün değildir Bazı dolaylı yollar takip edilmesi gerekir Bir reaksiyon iki ya da daha fazla reaksiyonun toplamı olarak yazılabiliyorsa bu reaksiyonun ısısıda o reaksiyonların ısıları toplamına eşittir O halde kalorimetrelerdse gerçekleştirilemeyen bir reaksiyonun ısısını bulmak için kalorimetrede kalorimetrede gerçekleştirilebilen reaksiyobnların ısılarından faydalanarak sonucu bulabiliriz 3C(grafit) + 4H2(g C3H8(g) Kalorimetrede gerçekleşmez, ısısını ölçemeyiz C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(s) DH = -5311 kkal / mol C(grafit) + O2(g CO2(g) DH = -9414 kkal / mol H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(s) DH = -684 kkal / mol 3C + 4H2 C3H8 DH = -2492 kkal / mol Kömür ile oksijen yan yana getirilince tepkime olmaz Tepkimenin başlaması nasıl sağlanır? Bu durumu nasıl açıklarız? Bilindiği gibi kömür hemen hemen saf karbon olup havadaki oksijen ile C(k) + O2(g) CO2(g) tepkimesine göre karbondiokside dönüşür Ancak kömür ile oksijen yan yana getirilince tepkime olmaz Tepkimenin başlaması için önce kağıt ile odun tutuşturulur Odunun yanması ile oluşan ısı, kömürü tutuşturur O halde kömürün yanmaya başlaması için dışarıdan önce ısı alması gerekir Tepkimenin başlaması için dışardan verilmesi gereken bu enerjiye aktivasyon enerjisi denir Bu enerji hem tepkime ortamındaki oksijen moleküllerinin hızını arttırır, hem de karbon atomlarının kömürden koparılması için harcanır Ancak bu sayede karbon atomları ile oksijen molekülleri tepkimeye girebilir Tepkime başladıktan sonra ısı oluşur Yani tepkime endotermiktir KİMYASAL REAKSİYONLAR VE ENERJİ: Bir kimyasal tepkimede alınan ya da verilen ısıya tepkime ısısı denir Tekime ısısı = Ürünlerin toplam enerjisi - Girenlerin toplam enerjisi formülü ile ifade edilirTepkime ısısı maddelerin içerdiği toplam enerji değil,iki durum arasındaki enerji farkıdır ENTALPİ: Bir maddenin yapısında depoladığı her tür enerjinin toplamına ısı kapsamı ya da entalpi denir ve H ile simgelenirBir maddenin bir molünde depolanmış enerjiye o maddenin molar entalpisi denirMaddelerin entalpileri ölçülemezAncak tepkimeye girenlerle ürünler arasındaki fark belirlenirKimyasal tepkimelerde,ürünlerin entalpileri toplamı ile girenlerin entalpileri toplamı arasındaki farka,tepkimenin entalpi değişimi ya da tepkime entalpisi adı verilir ve DH ile simgelenir DH =HÜrünler - HGirenler Bağıntıda ürünlerin entalpileri toplamı,girenlerin entalpileri toplamından küçükse, tepkime ekzotermik olup DH,eksi işaretlidir Tepkimenin endotermik olması halinde,ürünlerin entalpileri toplamı,girenlerin entalpileri toplamından büyüktürBu durumda DH,artı işaretlidir DH değerleri belirli sıcaklık ve basınçta ölçülmüş değerlerdirSıcaklık ve basınç değişirse bu değerlerde değişir Ekzotermik tepkimelerde DH ın işareti negatif,endotermik tepkimelerde ise pozitiftir Maddelerin halinin değişimi DH değerini etkiler