Aşağıdaki reaksiyonlar verilmiştir:
2Al(k) + 1½O₂(g) → Al₂O₃(k) ΔH = -1676 kJ
2Fe(k) + 1½O₂(g) → Fe₂O₃(k) ΔH = -824 kJ
Buna göre 2Al(k) + Fe₂O₃(k) → Al₂O₃(k) + 2Fe(k) reaksiyonunun entalpi değişimi kaç kJ'dir?
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, verilen iki tepkimenin entalpi değişimlerini kullanarak üçüncü bir tepkimenin entalpi değişimini bulmamız isteniyor. Bu tür soruları çözmek için Hess Yasası'nı kullanırız. Hess Yasası, bir tepkimenin entalpi değişiminin, tepkimenin izlediği yoldan bağımsız olduğunu ve ara basamakların entalpi değişimlerinin toplamına eşit olduğunu belirtir.
Adım adım ilerleyelim:
1. Adım: Hedef Tepkimeyi Belirleyelim
Bulmak istediğimiz tepkime şudur:
$2Al(k) + Fe_2O_3(k) \rightarrow Al_2O_3(k) + 2Fe(k)$
2. Adım: Verilen Tepkimeleri İnceleyelim
Elimizdeki tepkimeler ve entalpi değişimleri şunlardır:
Tepkime 1: $2Al(k) + 1\frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow Al_2O_3(k)$ $\Delta H_1 = -1676 \text{ kJ}$
Tepkime 2: $2Fe(k) + 1\frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow Fe_2O_3(k)$ $\Delta H_2 = -824 \text{ kJ}$
3. Adım: Verilen Tepkimeleri Hedef Tepkimeye Uyduralım
Hess Yasası'nı uygularken, verilen tepkimeleri hedef tepkimeye benzeyecek şekilde ters çevirebilir, katsayılarını değiştirebilir veya olduğu gibi bırakabiliriz. Bu işlemleri yaparken entalpi değişimlerini de aynı şekilde değiştirmeyi unutmamalıyız.
Hedef tepkimede $2Al(k)$ girenler kısmında ve $Al_2O_3(k)$ ürünler kısmında yer alıyor.
Tepkime 1'e baktığımızda, $2Al(k)$ girenlerde ve $Al_2O_3(k)$ ürünlerde. Yani Tepkime 1'i olduğu gibi kullanabiliriz. Entalpi değişimi de aynı kalır.
Kullanılacak Tepkime 1: $2Al(k) + 1\frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow Al_2O_3(k)$ $\Delta H_1 = -1676 \text{ kJ}$
Hedef tepkimede $Fe_2O_3(k)$ girenler kısmında ve $2Fe(k)$ ürünler kısmında yer alıyor.
Tepkime 2'ye baktığımızda, $2Fe(k)$ girenlerde ve $Fe_2O_3(k)$ ürünlerde. Bu, hedef tepkimenin tam tersi bir durum. Bu nedenle Tepkime 2'yi ters çevirmemiz gerekiyor. Bir tepkime ters çevrildiğinde, entalpi değişiminin işareti de değişir.
Ters Çevrilmiş Tepkime 2: $Fe_2O_3(k) \rightarrow 2Fe(k) + 1\frac{1}{2}O_2(g)$ $\Delta H_{2,ters} = -(-824 \text{ kJ}) = +824 \text{ kJ}$
4. Adım: Tepkimeleri Toplayalım ve Entalpi Değişimini Hesaplayalım
Şimdi düzenlediğimiz tepkimeleri alt alta yazıp toplayalım:
$2Al(k) + 1\frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow Al_2O_3(k)$ $\Delta H_1 = -1676 \text{ kJ}$
$Fe_2O_3(k) \rightarrow 2Fe(k) + 1\frac{1}{2}O_2(g)$ $\Delta H_{2,ters} = +824 \text{ kJ}$
---------------------------------------------------------------------------------------------------
Tepkimeleri topladığımızda, her iki tarafta da bulunan $1\frac{1}{2}O_2(g)$ molekülleri birbirini götürür (sadeleşir).
Toplam Tepkime: $2Al(k) + Fe_2O_3(k) \rightarrow Al_2O_3(k) + 2Fe(k)$
Bu, tam olarak hedef tepkimemizdir!
Şimdi entalpi değişimlerini toplayalım:
$\Delta H_{toplam} = \Delta H_1 + \Delta H_{2,ters}$
$\Delta H_{toplam} = (-1676 \text{ kJ}) + (+824 \text{ kJ})$
$\Delta H_{toplam} = -852 \text{ kJ}$
Buna göre, $2Al(k) + Fe_2O_3(k) \rightarrow Al_2O_3(k) + 2Fe(k)$ reaksiyonunun entalpi değişimi $-852 \text{ kJ}$'dir.
Cevap A seçeneğidir.
