Bu tür sorular, kimyasal tepkimelerin entalpi değişimlerini bulmak için kullanılan Hess Yasası prensibine dayanır. Hess Yasası'na göre, bir tepkimenin entalpi değişimi, tepkimenin izlediği yola bağlı değildir; sadece başlangıç ve son duruma bağlıdır. Yani, hedef tepkimeyi elde etmek için verilen tepkimeleri uygun şekilde birleştirip manipüle edebiliriz.
Hedef tepkimemiz: $S(k) + 1\frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow SO_3(g)$
Şimdi verilen tepkimeleri hedef tepkimeye ulaşacak şekilde düzenleyelim:
- 1. Tepkimeyi İnceleyelim:
- Verilen ilk tepkime: $S(k) + O_2(g) \rightarrow SO_2(g)$ $\Delta H = -297 \text{ kJ}$
- Hedef tepkimede $S(k)$ girenler tarafında ve katsayısı 1'dir. İlk tepkimede de $S(k)$ girenler tarafında ve katsayısı 1'dir. Bu nedenle, bu tepkimeyi olduğu gibi kullanabiliriz.
- 1. Tepkime (Düzenlenmiş): $S(k) + O_2(g) \rightarrow SO_2(g)$ $\Delta H_1 = -297 \text{ kJ}$
- 2. Tepkimeyi İnceleyelim:
- Verilen ikinci tepkime: $2SO_3(g) \rightarrow 2SO_2(g) + O_2(g)$ $\Delta H = +198 \text{ kJ}$
- Hedef tepkimede $SO_3(g)$ ürünler tarafında ve katsayısı 1'dir. İkinci tepkimede ise $SO_3(g)$ girenler tarafında ve katsayısı 2'dir.
- Öncelikle $SO_3(g)$'ü ürünler tarafına almak için bu tepkimeyi ters çevirmemiz gerekir. Bir tepkime ters çevrildiğinde, $\Delta H$ değeri işaret değiştirir.
- Ters çevrilmiş 2. tepkime: $2SO_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2SO_3(g)$ $\Delta H = -198 \text{ kJ}$
- Şimdi $SO_3(g)$'ün katsayısını 1 yapmak için bu tepkimeyi ve $\Delta H$ değerini $1/2$ ile çarpmamız (veya 2'ye bölmemiz) gerekir.
- 2. Tepkime (Düzenlenmiş): $SO_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow SO_3(g)$ $\Delta H_2 = \frac{-198 \text{ kJ}}{2} = -99 \text{ kJ}$
- Düzenlenmiş Tepkimeleri Toplayalım:
- Şimdi düzenlediğimiz iki tepkimeyi toplayarak hedef tepkimeyi elde edip etmediğimizi kontrol edelim:
- $S(k) + O_2(g) \rightarrow SO_2(g)$ $\Delta H_1 = -297 \text{ kJ}$
- $SO_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow SO_3(g)$ $\Delta H_2 = -99 \text{ kJ}$
- ----------------------------------------------------------------------------------------------------
- Tepkimeleri toplarken, hem girenler hem de ürünler tarafında bulunan aynı maddeleri sadeleştirebiliriz. Burada $SO_2(g)$ her iki tarafta da olduğu için sadeleşir.
- $S(k) + O_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow SO_3(g)$
- Oksijen gazlarını birleştirelim: $O_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) = 1\frac{1}{2}O_2(g)$
- Elde Edilen Tepkime: $S(k) + 1\frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow SO_3(g)$
- Gördüğümüz gibi, hedef tepkimeyi elde ettik!
- Entalpi Değişimlerini Toplayalım:
- Hedef tepkimenin entalpi değişimi, düzenlenmiş tepkimelerin entalpi değişimlerinin toplamına eşittir:
- $\Delta H_{hedef} = \Delta H_1 + \Delta H_2$
- $\Delta H_{hedef} = (-297 \text{ kJ}) + (-99 \text{ kJ})$
- $\Delta H_{hedef} = -396 \text{ kJ}$
Cevap A seçeneğidir.
