SİSTEMLERDE ENTALPİ DEĞİŞİMİ

11. sınıflar kimya dersi, kimya ve enerji konusu. Kimyasal tepkimelerde entalpi ve entalpinin değişimi kavramları. Standart oluşum entalpisi. Entalpi değişi ile ilgili hesaplamalar.



Entalpi

Bir kimyasal tepkimede sistemden ortama verilen veya ortamdan sisteme alınan ısı miktarına entalpi denir. Entalpi, tepkime ısısı olarak da adlandırılır. Kimyasal bir tepkime sonucunda X maddesi oluşuyorsa ve bu madde oluşurken 100 kJ ısı enerjisi almışsa X’in entalpisi 100 kJ’dür. Burada maddelerin entalpileri hesaplanırken elementlerin en kararlı alloptroplarının oluşum entalpileri 0 kabul edilir. Bu elementlerden bileşikler oluşurken aldıkları veya verdikleri ısıya göre entalpileri belirlenir. Bileşikler bir araya gelerek yeni bileşik oluşturacağı zaman sisteme verilecek veya sistem tarafından ortama verilecek ısı enerjisi hesaplanabilir. 

Entalpi H ile gösterilir.



Entalpi Değişimi

Bir kimyasal tepkimede oluşan ürünlerin entalpisi ile tepkimeye girenlerin entalpisi arasındaki fark entalpi değişimi olarak adlandırılır. Entalpi değişimi ΔH ile gösterilir.

ΔH = Ürünlerin toplam entalpisi – Girenlerin toplam entalpisi

ΔH = ΣH°urunler - ΣH°girenler


Standart Tepkime Entalpisi

Kimyasal tepkime standart koşullarda (1 atm basınç, 25° sıcaklık) gerçekleşiyorsa bu tepkimenin entalpisine "standart tepkime entalpisi" denir. Standart tepkime entalpisi ΔH° şeklinde gösterilir.

Standart koşullarda elementlerin oluşum entalpileri 0 olarak alınır. Allotropu olan elementlerde en kararlı allotropun oluşum entalpisi 0 olarak kabul edilir.

Genelde bileşik entalpileri standart koşullar altında hesaplanır. Tablolardaki değerler standart koşullara göre verilir.

Endotermik Sistem

Endotermik sistemlerde tepkimenin gerçekleşmesi için dışarıdan ısı verilmesi gerekir. Bu tepkimeler ısı harcayan tepkimelerdir. Bu tepkimelerin entalpileri 0’dan büyüktür. Çünkü sisteme ısı verildiğinden, oluşan ürünlerin sahip olduğu enerji toplamı girenlerin enerjileri toplamından fazladır.

Fotosentez olayı endotermik bir tepkimedir.


Ekzotermik Sistem

Ekzotermik sistemlerde tepkime gerçekleşirken ortama ısı verilir. Bu tepkimelerin entalpileri 0’dan küçüktür. Çünkü girenlerde bulunan enerjinin bir kısmı ortama verilmiştir.

Yanma tepkimeleri ekzotermik reaksiyonlara örnektir.

Örnek:

C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

Aşağıdaki standart tepkime entalpilerini kullanarak yukarıdaki tepkimenin standart oluşum entalpisini hesaplayınız. Tepkimenin endotermik veya ekzotermik olduğunu açıklayınız.

C2H5OH = - 278 kJ/mol

CO2 = - 394 

H2O = - 286

O2 = 0


Çözüm:

Toplam entalpi = Ürünlerin entalpileri toplamı – girenlerin entalpileri toplamı

ΔH = ΣH°ürünler - ΣH°girenler

ΣH°ürünler = 2 . ( - 394) + 3.( - 286)

ΣH°ürünler = - 1646 kJ

ΣH°girenler = - 278 + 3.0

ΔH = -1646 – ( - 278)

ΔH = - 1368 kJ

ΔH < 0 olduğundan tepkime ekzotermiktir. 


Örnek:

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

ΔH°CO2 = - 394 kJ/mol

ΔH°H2O = - 286 kJ/mol

ΔH°O2 = 0 kJ/mol


C3H8 bileşiğinin standart yanma entalpisi – 2221 kJ/mol olduğuna göre C3H8 bileşiğinin oluşum entalpisi kaç kJ/mol dür.


Çözüm:

ΔH = ΣH°ürünler - ΣH°girenler


ΔH = -2221

ΣH°ürünler = 3. (-394) + 4 . ( - 286)

ΣH°ürünler = -2326 kJ

-2221 = -2326 - ΣH°C3H8

ΔH°C3H8 = -105 kJ


Örnek:

CH4’ün standart oluşum entalpisi – 75 kJ/mol, CO2 ’in standart oluşum entalpisi – 394 kJ/mol, C6H12O6’nın oluşum entalpisi – 1275 kJ dür.

C6H12O6 nın oluşum denklemi aşağıdaki gibi veriliyor.

3CH4 + 3CO2 → C6H12O6

Bu bilgilere göre 450 g C6H12O6 üretmek için verilmesi gereken ısı kaç kJ dür?

(C = 12, H = 1, O = 16)



Çözüm:

Önce bir mol glikozun entalpisini hesaplayalım. Daha sonra 450 g glikozun kaç mol olduğunu bulalım ve buradan gerekli ısı enerjisini hesaplayalım.

ΔH = ΣH°ürün - ΣH°girenler

ΣH°ürün = - 1275 kJ

ΣH°girenler = 3 . ( - 75) + 3. ( - 394) = - 1407 kJ

ΔH = - 1275 – ( - 1407) = 132 kJ

1 mol glikoz oluşması için gereken enerji miktarı 132 kJ dür.

Şimdi 450 g glikozun kaç mol olduğunu bulalım.

n = 450= 2,5 mol
180




Şimdi orantı kurarak 2,5 mol için gerekli enerjiyi hesaplayabiliriz.

1 mol için              132 kJ

2,5 mol için             x

x = 2,5 . 132 = 330 kj

450 g glikoz üretimi için 330 kJ enerji verilmesi gerekmektedir. Tepkime endotermiktir.


Kimyasal Tepkimelerde Enerji

Entalpi Değişimi Çözümlü Sorular


SANATSAL BİLGİ

26/02/2018

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM
COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI