Hess yasası nedir

Question

Hess yasasını anlamakta biraz zorlanıyorum. Bir kimyasal reaksiyonun entalpi değişiminin, reaksiyonun izlediği yola bağlı olmadığını söylüyor. Ancak ara basamakları toplarken denklemleri nasıl düzenlemem gerektiği konusunda kafam karışıyor.

Answer 1

📘 Hess Yasası Nedir?

Hess Yasası, bir kimyasal reaksiyonun entalpi değişiminin (ΔH), reaksiyonun bir veya birden fazla basamakta gerçekleşmesine bağlı olmadığını ifade eden temel bir termodinamik yasadır. Başka bir deyişle, entalpi değişimi yalnızca başlangıç ve bitiş durumlarına bağlıdır, ara basamaklara bağlı değildir. 🎯

🔍 Yasayı Anlamak

Hess Yasası, enerjinin korunumu yasasının bir sonucudur. Enerji yoktan var edilemez veya yok edilemez, sadece bir formdan diğerine dönüşür. Bu nedenle, bir reaksiyonun toplam entalpi değişimi, onu oluşturan basamakların entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.

Matematiksel olarak ifade edersek:

Eğer bir reaksiyon:

\( A \rightarrow B \) şeklinde tek basamakta ΔH₁ entalpi değişimi ile,

veya

\( A \rightarrow C \) (ΔH₂) ve sonra \( C \rightarrow B \) (ΔH₃) şeklinde iki basamakta gerçekleşiyorsa,

Hess Yasası'na göre: \( \Delta H_1 = \Delta H_2 + \Delta H_3 \) olur.

⚙️ Hess Yasası Nasıl Kullanılır?

Hess Yasası, genellikle doğrudan ölçülmesi zor olan reaksiyonların entalpi değişimlerini hesaplamak için kullanılır. Bunun için bilinen entalpi değişimlerine sahip bir dizi reaksiyon (genellikle oluşum veya yanma reaksiyonları) kullanılır ve bu reaksiyonlar cebirsel olarak toplanarak/çıkarılarak istenen net reaksiyon elde edilir.

📝 Adımlar:

• ✅ 1. Adım: İstenen net reaksiyonu yaz.
• ✅ 2. Adım: Elindeki bilinen reaksiyonları, net reaksiyonu elde edecek şekilde düzenle (ters çevir, bir sayı ile çarp).
• 💡 Uyarı: Bir reaksiyonu ters çevirdiğinde ΔH'ın işareti değişir. Bir reaksiyonu bir sayı ile çarptığında ΔH'ı da aynı sayı ile çarpman gerekir.
• ✅ 3. Adım: Düzenlenmiş reaksiyonları topla ve ara maddeleri sadeleştir.
• ✅ 4. Adım: Toplam entalpi değişimini (ΔH_net) hesapla.

🧪 Örnek Uygulama

Problem: Karbonun (grafit) gaz halindeki oksijenle reaksiyona girerek karbon monoksit (CO) oluşturmasının standart entalpi değişimini (ΔH°) bulmak istiyoruz. Bu reaksiyon doğrudan ölçülemez çünkü her zaman bir miktar CO₂ de oluşur.

Net Reaksiyon: \( C_{(grafit)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \rightarrow CO_{(g)} \)

Bilinen Reaksiyonlar:

• 1. \( C_{(grafit)} + O_{2(g)} \rightarrow CO_{2(g)} \)    ΔH° = -393.5 kJ/mol
• 2. \( CO_{(g)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \rightarrow CO_{2(g)} \)    ΔH° = -283.0 kJ/mol

Çözüm:

• ➡️ 1. reaksiyonu olduğu gibi alıyoruz.
• ➡️ 2. reaksiyonu ters çeviriyoruz çünkü net reaksiyonda CO bir ürün, bizim elimizdeki reaksiyonda ise bir giren. Ters çevirdiğimizde: \( CO_{2(g)} \rightarrow CO_{(g)} + \frac{1}{2} O_{2(g)} \) ve ΔH° = +283.0 kJ/mol olur.
• ➡️ Şimdi bu iki reaksiyonu toplayalım:

\( C + O_2 \rightarrow CO_2 \)    ΔH° = -393.5 kJ

\( CO_2 \rightarrow CO + \frac{1}{2} O_2 \)    ΔH° = +283.0 kJ

---------------------------------------------------------

\( C + \frac{1}{2} O_2 \rightarrow CO \)    ΔH°_net = -393.5 + 283.0 = -110.5 kJ/mol

💡 Sonuç: Hess Yasası sayesinde, doğrudan ölçemediğimiz \( C + \frac{1}{2} O_2 \rightarrow CO \) reaksiyonunun entalpi değişimini -110.5 kJ/mol olarak hesapladık.

📌 Özet

• 🎯 Hess Yasası, entalpinin bir hal fonksiyonu olduğunu söyler.
• 🎯 Toplam entalpi değişimi, izlenen yoldan bağımsızdır.
• 🎯 Bilinmeyen ΔH değerlerini hesaplamak için güçlü bir araçtır.
• 🎯 Reaksiyonları ters çevirirken ΔH'ın işaretini değiştirmeyi ve katsayılarla çarparken ΔH'ı da aynı katsayı ile çarpmayı unutma!