Hess Yasası ve Oluşum Entalpileri — AYT konu anlatımı ve örnek sorular

Hess Yasası ve Oluşum Entalpileri, tepkimelerin entalpi değişimlerinin verilen basamaklardan veya maddelerin standart oluşum entalpilerinden hesaplanmasını kapsar.

Öğrencinin tepkime denklemlerini hedef tepkimeyi elde edecek biçimde düzenleyebilmesi, ters çevrilen tepkimede entalpi işaretini değiştirmesi ve katsayılarla entalpi değerlerini birlikte ölçeklendirmesi gerekir. AYT Kimya sorularında oluşum ve hâl değişimi entalpileri ilişkilendirilebilir; verilen enerji basamaklarından iyonik bir katının örgü enerjisi istenebilir.

Maddelerin fiziksel hâllerini gözden kaçırmak, işaretleri karıştırmak ve basamakları yanlış toplamak sık yapılan hatalardır. Sayısal seçenekler, bu işlemlerdeki işaret veya katsayı hatalarıyla ulaşılabilecek farklı değerler içerebilir.

Örnek sorular

Bir şık seç, doğru mu değil mi hemen görürsün — hiçbir şey kaydedilmez, hesap gerekmez.

1. soruKolay

$\mathrm{H_2O(g)}$ için standart oluşum entalpisi $-242\ \mathrm{kJ/mol}$ , suyun buharlaşma entalpisi ise $+44\ \mathrm{kJ/mol}$ ’dür.

Buna göre $\mathrm{H_2O(s)}$ için standart oluşum entalpisi kaç kJ/mol’dür?

Cevabı göster

Cevap: A — $-286$

Kısaca — Sıvı su gaz hâline göre daha düşük potansiyel enerjili olduğundan, gazın oluşum entalpisinden buharlaşma ısısı çıkarılarak $\Delta H^\circ_f(\mathrm{H_2O(s)}) = -286\ \text{kJ/mol}$ bulunur.

Suyun buharlaşma denklemi $\mathrm{H_2O(s)} \rightarrow \mathrm{H_2O(g)}$ olup bu süreçte $\Delta H = +44\ \text{kJ/mol}$ ’dür. Tepkime entalpisi bağıntısından $\Delta H = \Delta H^\circ_f(\mathrm{H_2O(g)}) - \Delta H^\circ_f(\mathrm{H_2O(s)})$ yazılır; değerler yerine konduğunda $44 = -242 - \Delta H^\circ_f(\mathrm{H_2O(s)})$ eşitliğinden $\Delta H^\circ_f(\mathrm{H_2O(s)}) = -242 - 44 = -286\ \text{kJ/mol}$ elde edilir. Öğrenciler sıvı hâlin gaz hâline göre daha kararlı ve enerjisinin daha düşük olması gerektiğini unutup $-242$ ile $+44$ ’ü doğrudan toplayarak $-198$ çeldiricisine sıklıkla kapılmaktadır.

2. soruOrta

$\mathrm{NaCl(k)}$ için aşağıdaki enerji değerleri verilmiştir.

$\mathrm{Na(k)}+\dfrac{1}{2}\mathrm{Cl_2(g)}\rightarrow\mathrm{NaCl(k)}$ $\Delta H_{\mathrm{ol}}^\circ=-411\ \mathrm{kJ/mol}$

$\mathrm{Na(k)}\rightarrow\mathrm{Na(g)}$ $\Delta H=+108\ \mathrm{kJ/mol}$

$\dfrac{1}{2}\mathrm{Cl_2(g)}\rightarrow\mathrm{Cl(g)}$ $\Delta H=+122\ \mathrm{kJ/mol}$

$\mathrm{Na(g)}\rightarrow\mathrm{Na^+(g)}+e^-$ $\Delta H=+496\ \mathrm{kJ/mol}$

$\mathrm{Cl(g)}+e^-\rightarrow\mathrm{Cl^-(g)}$ $\Delta H=-349\ \mathrm{kJ/mol}$

Buna göre $\mathrm{Na^+(g)}+\mathrm{Cl^-(g)}\rightarrow\mathrm{NaCl(k)}$ tepkimesinin entalpi değişimi (örgü enerjisi) kaç kJ/mol’dür?

Cevabı göster

Cevap: D — $-788$

Kısaca — Born–Haber çevriminde oluşum entalpisi diğer tüm basamakların toplamına eşitlenerek örgü enerjisi $-788\ \text{kJ/mol}$ bulunur.

Born–Haber çevrimine göre katı bileşiğin standart oluşum entalpisi, elementlerin gaz atomlarına dönüşme, iyonlaşma, elektron ilgisi ve son olarak gaz iyonların kristal örgüyü oluşturma basamaklarının toplamıdır. Gaz iyonların oluşumuna kadar harcanan ve açığa çıkan net enerji $108 + 122 + 496 + (-349) = +377\ \text{kJ/mol}$ ’dür. Standart oluşum entalpisi $\Delta H_{\text{ol}}^\circ = 377 + U_{\text{örgü}}$ eşitliğinde yerine yazıldığında $-411 = 377 + U_{\text{örgü}}$ bağıntısından $U_{\text{örgü}} = -411 - 377 = -788\ \text{kJ/mol}$ bulunur. Gaz iyonların birleşerek katı kristali oluşturması ısı veren bir olay olduğundan örgü enerjisinin daima negatif işaretli olduğuna dikkat edilmelidir.

Hess Yasası ve Oluşum Entalpileri — AYT soruları

Konu özeti

Örnek sorular

Diğer AYT konuları

Kimya