Giriş YapÜye Ol



Etiket Arşivi: Hess Kanunu

Hess Yasası Örnekleri ve Soruları

Hess Yasası Örnekleri ve Soruları

Hess yasası örnekleri ve soruları sayfamıza hoşgeldiniz 🙂 Örneklere geçmeden önce hatırlamamız gereken bilgileri aşağıda görebilirsiniz.

Hess Yasası nedir?
Bir reaksiyon birkaç aşamadan oluşuyorsa yani birden fazla tepkimenin sonucunda gerçekleşiyorsa bu reaksiyonların entalpilerinin toplanması da en son reaksiyonun entalpisini verir. Buna Hess Yasası (Kanunu) denir.

  1. Reaksiyon ters çevrilirse entalpi işaret değiştirir. (+ ise – , – ise +)
  2. Reaksiyon bir sayı ile çarpılırsa entalpide o sayı ile çarpılır.

Hess yasasını hatırladık, örneklere geçmeden önce dilerseniz termodinamik, entropi gibi kavramlarıda tekrar etmek isterseniz kimyasal reaksiyonlar ve enerji konu anlatımını okuyabilirsiniz.

Bazı tarayıcılarda alt ve üst indisler gözükmeyebiliyor. Bu yüzden eğer tepkime bir katsayı ile çarpılmışsa bu katsayı kalın olarak yazılmıştır.

Hess Yasası ile ilgili örnekler

1) Aşağıdaki reaksiyonları kullanarak Pb + PbO2 + 2H2SO4 —> 2PbSO4 + 2H2O reaksiyonunu elde ediniz ve ΔH°’ı hesaplayınız.

  • Pb + PbO2 + 2SO3 —> 2PbSO   ΔH° = -775 kJ
  • SO3 + H2O —> H2SO4                    ΔH° = -113 kJ

Çözüm:

  • Ne yapmamız gerekiyor? Bize verilen reaksiyonları ters çevirip, katsayıyla toplayıp, taraf tarafa toplayıp sorudaki reaksiyonu bulmamız gerekiyor. Bulmaca çözer gibi 🙂 Başlayalım.
  • 2. reaksiyonu 2 ile çarpalım. Tabiki ΔH° ‘ıda.

2SO3 + 2H2O —> 2H2SO4 ΔH = -226 kJ

  • Şimdide ters çevirelim, ters çevirince ΔH° ‘ında işareti değişir.

2H2SO4 —> 2SO3 + 2H2O ΔH° = 226 kJ

  • Şimdi soruya genel olarak göz atalım. Bizden istenen tüm bileşikleri elde ettik gibi. İlk tepkimeyi ve bizim değiştirdiğimiz tepkimeyi alt alta yazalım.

Pb + PbO2 + 2SO3 —> 2PbSO
2H2SO4 —> 2SO3 + 2H2O

  • Şimdi taraf tarafa toplayalım. Biliyoruz ki hem ürünlerde hem girenlerde olan aynı bileşikleri sadeleştirebiliyoruz. Yani 2SO‘ler sadeleşerek gitti.
  • Taraf tarafaa toplayarak bizden istenen reaksiyonu elde ettik.

Pb + PbO2 + 2H2SO4 —> 2PbSO4 + 2H2O

  • Reaksiyonu elde ettiğimize göre şimdi ΔH° hesabına gelebiliriz. 

İlk tepkimenin ΔH° = -775 kJ , ikinci tepkimenin ΔH° = 226 kJ. 

  • İkisini toplarsak ΔH° = -549 kJ buluruz.

Bize verilen ilk tepkimeyi olduğu gibi kullandık. Bu her soruda aynen kullanılacak demek değildir. İşimize nasıl yarayacaksa öyle kullanacağız tepkimeleri.


2) 2C + H2 —> C2H2 reaksiyonunun ΔH° değerini hesaplayınız.

  • C2H2 + (5/2)O2 –> 2CO2 + H2O     ΔH° = -1299.5 kJ
  • C + O2 –> CO2                                  ΔH° = -393.5 kJ
  • H2 + (1/2)O2 —> H2O                      ΔH° = -285.8 kJ

Çözüm:

  • Öncelikle soruya bakalım ve kafamızda şekillendirmeye çalışalım.
  • C2Hbize verilen tepkimelerde girenlerde, ancak son tepkimede ürünlerde bulunuyor. O halde ilk tepkimeyi ters çevirelim.

2CO2 + H2O —> C2H2 + (5/2)O2 ΔH° = +1299.5 kJ

  • Şimdi tekrar bakalım. Bize verilen ikinci tepkimede tek karbon var ancak final tepkimesinde 2 karbon var. O halde 2. tepkimeyi 2 ile çarpalım.

2C+ 2O2 —> 2CO2  ΔH° = -787 kJ

  • Tekrar göz attığımızda her şey tamam gibi. Final tepkimesinde bir tane Holduğu için 3. tepkimeyi olduğu gibi bırakıyoruz.

H2 + (1/2)O2 —> H2O  ΔH° = -285.8 kJ

  • Şimdi tüm tepkimeleri alt alta yazalım.

2CO2 + H2O —> C2H2 + (5/2)O2   ΔH° = +1299.5 kJ
2C+ 2O2 —> 2CO2                             ΔH° = -787 kJ
H2 + (1/2)O2 —> H2O                      ΔH° = -285.8 kJ

  • Taraf tarafa topladığımızda bizden istenen tepkimeyi ediyoruz.

2C + H2 —> C2H2

  • Şimdi bizden istenen ΔH° ‘ı hesaplayalım.

ΔH° = +1299.5 kJ + (-787 kJ) + (-285.8 kJ) = +226.7 kJ bulunur.


3) CH4 + NH3 –> HCN + 3H2 reaksiyonunun ΔH° değerini hesaplayınız.

  • N2 + 3 H2 —> 2 NH            ΔH° = -91.8 kJ
  • C + 2 H2 —> CH4                   ΔH° = -74.9 kJ
  • H2 + 2 C + N2 —> 2 HCN     ΔH° =  +270.3 kJ

Çözüm:

  • Soruya genel olarak baktığımızda final tepkimesinde 1 tane NH3 görüyoruz. Bizim ilk tepkimemizde ise 2 tane NH3 var. O zaman ilk tepkimeyi 1/2 ile çarpalım. NH3 ‘ün yerinide değiştirmek için tepkimeyi ters çevirelim. Yani ilk tepkimeyi hem 1/2 ile çarpıyoruz hemde ters çeviriyoruz.

NH—> (1/2)N2 + (3/2)H2    ΔH°= +45.9 kJ

  • CH4 ‘ü girenler kısmına almak için 2. tepkimeyi ters çeviriyoruz.

CH4 —> C + 2 H2   ΔH° = +74.9 kJ

  • HCN ‘in katsayısını düşürmek için ve bizden istenen final tepkimesini oluşturabilmek için 3. tepkimeyi 1/2 ile çarpıyoruz.

(1/2)H2 + C + (1/2)N2 —> HCN  ΔH° = +135.15 kJ

  • Şimdi elde ettiğimiz tepkimeleri taraf tarafa toplayalım.

NH3     —> (1/2)N2 + (3/2)H2
CH4 —> C + 2 H2
(1/2)H2 + C + (1/2)N2 —> HCN

  • Tepkimeleri taraf tarafa topladıktan sonra geriye bizden istenen reaksiyon kalır.

CH4 + NH3 –> HCN + 3H2

  • Tepkimemizi bulduğumuza göre şimdi ΔH hesaplayalım.

 ΔH° = +45.9 kJ + 74.9 kJ +135.15 kJ = 255.95 kJ bulunur.


Anlamadığınız yerleri yorum yaparak sorabilirsiniz 🙂

Kimyasal Reaksiyonlar ve Enerji Konu Anlatımı

Kimyasal Reaksiyonlar ve Enerji Konu Anlatımı

Merhaba arkadaşlar 🙂 11. Sınıfın ilk konusu olan ” Kimyasal Reaksiyonlar ve Enerji” konu anlatımına hoş geldiniz. Bu konu YGS ve LYS sınavlarında karşınıza çıkabileceği gibi, ileride üniversite okurken de (okuduğunuz bölüme göre) bir dersin içinde veya ayrı bir ders olarak karşınıza çıkabilir. İlk başta zor bir konu gibi gözükse de aslında temeli güzel oturtup, farklı soru tiplerini çözerek başarınızı arttırabilirsiniz. Biz bu konuyu iki kısımda anlatacağız. Birincisi “Sözel Kısım” ,ikincisi ise “Sayısal Kısım”. Her zamanki gibi konuyu en basite indirgeyerek anlatacağız. Kimyasal reaksiyonlar ve enerji konu anlatımı ile fiziksel kimyaya bir giriş yapmış olacaksınız.

Kimyasal Reaksiyonlar ve Enerji Konusuna Nasıl Çalışmalı?
Bizce önce sözel kısmı güzelce kafanıza oturtun ve sayısal kısma geçin. Çünkü konu ile ilgili sözel ve sayısal sorular gelebilmektedir. Yani sadece sayısal kısmı çalışayım, “sözel kısım önemsiz zaten” gibi bir düşünceye kapılmayın. Zaten konuyu iki taraftanda çalışıp öğrenince sorular size zevkli gelmeye başlayacak ve belli bir yerden sonra bulmaca çözer gibi olacaksınız 🙂 Sayısal kısımla ilgili örnekler zamanla sitemize eklenmektedir.

Tanımlar

Evren: Sistem ve ortamın birlikte bulunduğu bölgeye denir.
Termodinamik: Isı, sıcaklık, enerji ve iş arasındaki ilişkiyi inceleyen bilim dalıdır.
Sistem: Belirli sınırlarla çevrilmiş olan evrenin bir parçasıdır.

Ortam: Sistemin dışında kalanlardır.
Açık Sistem: Ortam ile enerji ve madde dönüşümü yapabilen sistemlere denir. Örnek olarak; bir tabak sıcak çorbayı masaya koyduğunuzda çorba ısı kaybederek soğur ve üzerinden çıkan buharlar ile de çok az da olsa madde kaybına uğrar.
Kapalı Sistem: Ortam ile sadece enerji dönüşümü yapabilen sistemlere denir. Örnek olarak; bir tabak sıcak çorbayı tekrar masaya koyalım ve üzerini başka bir tabak ile hava almayacak şekilde kapatalım. Bu sefer çorba soğuyacaktır fakat buhar ile madde kaybı yaşamayacaktır.
İzole Sistem: Ortam ile madde dönüşümünde bulunmayan fakat enerji dönüşümünü (ihmal edilebilecek seviyede) yapan sistemlere denir. Örnek olarak; bir tabak sıcak çorbayı başka bir kabın içine ağzını kapatarak koyalım. Kaptaki sıcak su çorbayı bir süre sıcak tutacaktır. Ancak zaman geçtikçe çorba soğumaya başlayacaktır. Çorba, buharı dışarı veremediği için madde kaybına uğramayacaktır.

Sıkılmadan devam edelim.

İzotermal Sistem: Sıcaklığı sabit olan sistemlere denir. Örnek olarak; sağlıklı bir insan vücudü her zaman 36,5 derecedir.
İzokorik Sistem: Hacmi sabit olan sistemlere denir. Örnek olarak; bir bardak çay ortam ile enerji dönüşümü yapar ancak iş alışverişi yapmaz.
İzobarik Sistem: Basıncı sabit olan sistemlere denir. İzobarik sistemler ortam ile hem enerji hem de iş dönüşümü yapabilirler.
Isı: Belirli sıcaklıktaki bir sistemden daha düşük sıcaklıktaki bir sisteme sıcaklık farkı nedeniyle geçen enerjiye denir. Bir enerji transfer biçimidir.
İş: Sıcaklıktan bağımsız olarak dönüşen enerjidir.
İç Enerji: Bir maddenin taneciklerinin dönme, titreşim, öteleme gibi hareketlerinden kaynaklanan kinetik enerji ile kimyasal veya fiziksel bağları veya nükleonları bir arada tutan kuvvet gibi etkileşimlerinin enerjilerinin toplamını ifade eden kavramdır. U harfi ile gösterilir. İç enerji doğrudan hesaplanamaz, ancak değişimi hesaplanabilir.

    • ΔU = Uson – Uilk yardımıyla hesaplanabilir.

Entalpi: Maddenin yapısındaki her türden enerjilerin toplamına denir. (Örneklere bakınız.)
Entropi: En kolay bir ifade ile; bir sistemdeki düzensizliği ifade eder.
Endotermik Tepkime: Isı alan tepkimelere denir.
Ekzotermik Tepkime: Isı veren tepkimelere denir.

Sayısal Kısım

1) Standart Oluşum Entalpileri

Tanım: Kimyasal reaksiyon sırasında meydana gelen enerji değişimine standart oluşum entalpileri denir.

Bir tepkimede standart oluşma entalpisi şu formülle bulunur;

ΔH = ∑ΔHoürünler – ∑ΔHoürünler

Yani ürünlerin entalpileri toplanıp girenlerden çıkarılır.

2) Hess Kanunu

Bir reaksiyon birkaç aşamadan oluşuyorsa yani birden fazla tepkimenin sonucunda gerçekleşiyorsa bu reaksiyonların entalpilerinin toplanması da en son reaksiyonun entalpisini verir. Buna Hess Yasası (Kanunu) denir.

  • Reaksiyon ters çevrilirse entalpi işaret değiştirir. (+ ise – , – ise +)
  • Reaksiyon bir sayı ile çarpılırsa entalpide o sayı ile çarpılır.

Hess Yasası ile örnekler ve sorular için tıklayınız.

3) Termodinamiğin 0. Kanunu

Kısaca özetlemek gerekirse 0. Kanun bize şunu söyler:  Eğer iki madde üçüncü bir maddeyle sıcaklık bakımından eşdeğerde ise bu iki madde birbiriyle de sıcaklık bakımından eşdeğerdedir.

4) Termodinamiğin 1. Kanunu

Bir sistemin iç enerjisinin değişimi; sisteme verilen ısı ile, sistemin çevresine uyguladığı iş toplamıdır. Formülüze edersek;

U2 – U1 = Q + W 

  • Bu formül bize izole bir sistemde enerjinin sabit olacağını söyler. Enerji yoktan var edilemez, yoktan var edilemez. Enerji sadece bir şekilden başka bir şekle dönüşür.

5) Termodinamiğin 2. Kanunu

 

6) Termodinamiğin 3. Kanunu

Eğer mutlak sıcaklığa inilirse bu sıcaklıktaki tüm taneciklerin entropileri eşit olur.

7) Gibbs Serbest Enerjisi

ΔG = ΔH – TΔS

Kimyasal Reaksiyonlar ve Enerji Konu Anlatımı burada bitiyor. Umarız sizlere faydalı olmuştur. Eklenmesini istediğiniz yerleri ve anlamadığınız kısımları yorum yaparak bizlere sorabilirsiniz.