Oluşum entalpilerinden tepkime entalpisi hesaplama Test 1

2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g) tepkimesi için ΔHf(NO) = +90 kJ/mol ve ΔHf(NO₂) = +34 kJ/mol'dür. Tepkimenin ΔH değeri kaç kJ'dir?

A) -112 kJ
B) +112 kJ
C) -56 kJ
D) +56 kJ

Merhaba sevgili öğrenciler! Kimyasal tepkimelerin enerji değişimlerini anlamak, kimyanın en temel ve ilgi çekici konularından biridir. Bu soruda, bir tepkimenin entalpi değişimini (ısı değişimi) standart oluşum entalpilerini kullanarak nasıl hesaplayacağımızı adım adım göreceğiz. Hazırsanız başlayalım!

• Adım 1: Tepkimeyi ve Verilenleri Anlayalım

  Bize verilen tepkime:

  $2NO(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO_2(g)$

  Ve standart oluşum entalpileri ($ \Delta H_f $):

  • $ \Delta H_f(NO) = +90 \text{ kJ/mol} $
  • $ \Delta H_f(NO_2) = +34 \text{ kJ/mol} $

  Unutmayalım ki, elementlerin standart hallerindeki oluşum entalpileri sıfırdır. Bu nedenle, $O_2(g)$ için $ \Delta H_f(O_2) = 0 \text{ kJ/mol} $ olacaktır.

• Adım 2: Tepkime Entalpisini Hesaplama Formülünü Hatırlayalım

  Bir tepkimenin standart entalpi değişimi ($ \Delta H_{tepkime} $), ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından, girenlerin standart oluşum entalpileri toplamının çıkarılmasıyla bulunur. Her bir entalpi değeri, ilgili maddenin tepkimedeki mol sayısı ile çarpılmalıdır.

  Formül şu şekildedir:

  $ \Delta H_{tepkime} = \sum (n_{ürün} \times \Delta H_f(\text{ürün})) - \sum (n_{giren} \times \Delta H_f(\text{giren})) $

  Burada $n$, tepkimedeki stokiyometrik katsayıyı (mol sayısını) temsil eder.

• Adım 3: Ürünlerin Toplam Oluşum Entalpisini Hesaplayalım

  Tepkimedeki ürün $2NO_2(g)$'dir.

  • $NO_2(g)$ için $ \Delta H_f = +34 \text{ kJ/mol} $
  • Tepkimede $2$ mol $NO_2$ oluştuğu için: $2 \text{ mol} \times (+34 \text{ kJ/mol}) = +68 \text{ kJ} $

  Ürünlerin toplam oluşum entalpisi: $ +68 \text{ kJ} $

• Adım 4: Girenlerin Toplam Oluşum Entalpisini Hesaplayalım

  Tepkimedeki girenler $2NO(g)$ ve $O_2(g)$'dir.

  • $NO(g)$ için $ \Delta H_f = +90 \text{ kJ/mol} $
  • Tepkimede $2$ mol $NO$ harcandığı için: $2 \text{ mol} \times (+90 \text{ kJ/mol}) = +180 \text{ kJ} $
  • $O_2(g)$ için $ \Delta H_f = 0 \text{ kJ/mol} $ (element olduğu için)
  • Tepkimede $1$ mol $O_2$ harcandığı için: $1 \text{ mol} \times (0 \text{ kJ/mol}) = 0 \text{ kJ} $

  Girenlerin toplam oluşum entalpisi: $ +180 \text{ kJ} + 0 \text{ kJ} = +180 \text{ kJ} $

• Adım 5: Tepkimenin Entalpi Değişimini Hesaplayalım

  Şimdi bulduğumuz değerleri formülde yerine koyalım:

  $ \Delta H_{tepkime} = (\text{Ürünlerin toplam } \Delta H_f) - (\text{Girenlerin toplam } \Delta H_f) $

  $ \Delta H_{tepkime} = (+68 \text{ kJ}) - (+180 \text{ kJ}) $

  $ \Delta H_{tepkime} = 68 \text{ kJ} - 180 \text{ kJ} $

  $ \Delta H_{tepkime} = -112 \text{ kJ} $

Bu sonuç, tepkimenin ekzotermik olduğunu, yani tepkime sırasında $112 \text{ kJ}$ enerji açığa çıktığını gösterir.

Cevap A seçeneğidir.