KİMYA 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 k.kal (Ekzotermik reaksiyon)
N2 + O2 + 42 k.ka l –> 2NO (Endotermik reaksiyon)

ENTALPİ (∆H)
Herhangi bir madde bir kimyasal reaksiyonda dışarıya enerji vererek başka bir maddeye dönüşüyorsa, açığa çıkan enerji önceden başlangıçtaki maddede depo edilmiş halde bulunmalıdır.
İç enerji değişimine entalpi adı verilir. Her maddenin kendi içinde bulundurduğu bir iç enerjisi vardır.
∆H ile gösterilir.
Bir maddenin katı, sıvı, gaz hallerinde entalpi değerleri farklıdır.

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

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 ∆H = -94 k.kal
C ve O2′nin entalpisi sıfır olduğundan CO2′nin oluşum entalpisi -94 k.kal/mol’dür.
2Fe + 3/2 O2 –> Fe2O3 + 190 k.kal
denklemine göre Fe ve O2′nin entalpileri sıfır olduğundan Fe2O3′ün oluşum entalpisi –190 k.kal/mol’ dür denilir.

REAKSİYON ENTALPİSİ
∆H=∆Hürünler- ∆Hgirenler
Ürünlerin oluşum entalpileri toplamından, girenlerin oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak reaksiyonun ∆H’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.
I. Reaksiyon ters çevrilince ∆H işaret değiştirir.
II. Reaksiyon herhangi bir katsayı ile çarpılırsa ∆H’da çarpılır.
III. Reaksiyonlar toplanırsa ∆H’lar da toplanır.
şeklinde sıralanır.

Örnek – 1
2A + 3B –> 4C + 3D ∆H=+a k.kal
A + 3E –>2C + 3D ∆H= – b k.kal
olarak verildiğine göre;
B+D –> 2E
tepkimesinin ∆H değeri a ve b cinsinden nedir?

Çözüm
Verilen denklemler yardımıyla bilinmeyen denklemin ∆H’ı hesaplanacaktır. Bu işlem için I. denklem 1/3 ile çarpılmalıdır. Çünkü sorulan denklemde B 1mol’dür.
I. denklemin ∆H değeri a/3 olur.
II. denklem ters çevrilmeli ve 2/3 ile çarpılmalıdır.
ters çevrildiği için -b değeri b ye ve 2/3 b olur. tepkimeler toplandığından ∆H’lar da toplanır.
image0031.gif
HAL DEĞİŞMELERİ
Bir maddeye verilen enerji maddenin sıcaklığını artırıyorsa maddeye verilen enerji
Q = m.c. ∆t
formülüyle hesaplanır. Maddeye verilen enerji maddenin sıcaklığını değiştirmeden fiziksel halini değiştiriyorsa maddeye verilen enerji Q = m.l formülü ile hesaplanır.
Katı bir maddenin ısıtılması sırasında erime noktasına kadar maddenin sıcaklığı artar ve katının ısınması sırasında aldığı ısı;
Q = m.c.∆t
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 = m.le
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 = m.c.∆t ile sıvının aldığı ısı bulunur.
Sıvı kaynamaya başladığı andan, tamamen buharlaşıncaya kadar geçen zaman içerisinde sıcaklığı değişmez. Verilen ısı Q = m.lb (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 = m.c.∆t 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.
image0041.gif
Not: Farklı sıcaklıklarda iki madde karıştırıldığında sıcaklığı fazla olandan düşük olana ısı geçişi olacaktır.
Her zaman Q verilen=Q alınan
Örnek – 2
0°C deki 20 gram buz ile 50 °C deki su karıştırıldığında karışımın son durumu ne olur?
(csu: 1 kal/g.°C, lbuz: 80 kal/g)

Çözüm
50 °C deki su ısı vererek, 0°C deki buz ise ısı alacaktır.
Buzun alacağı ısı:
Buzun erimesi için gereken ısı
Q = 20 . 80 = 1600 kal
Suyun 0°C ye kadar verebileceği ısı
Q = 30 . 1 . 50 = 1500 kal
Suyun verebileceği ısı buzun tamamını eritmeye yetmediğine göre son karışım 0°C deki buz – su karışımı olur.

BAŞ 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 ∆H’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.

Labels:



comment closed