Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, verilen bir kimyasal tepkimenin entalpi değişimini ($ \Delta H $) bağ enerjilerini kullanarak hesaplamamız isteniyor. Bağ enerjileri kullanılarak entalpi değişimi hesaplanırken şu genel formül kullanılır:
$ \Delta H = \sum (\text{kırılan bağ enerjileri}) - \sum (\text{oluşan bağ enerjileri}) $
Şimdi bu formülü adım adım uygulayalım:
- 1. Tepkimeyi ve Moleküllerin Yapılarını Anlayalım:
- Verilen tepkime: $C_2H_4(g) + H_2(g) \rightarrow C_2H_6(g)$
- Girenler:
- $C_2H_4$ (etilen): Yapısında bir adet karbon-karbon çift bağı ($C=C$) ve dört adet karbon-hidrojen tekli bağı ($C-H$) bulunur.
- $H_2$ (hidrojen): Yapısında bir adet hidrojen-hidrojen tekli bağı ($H-H$) bulunur.
- Ürünler:
- $C_2H_6$ (etan): Yapısında bir adet karbon-karbon tekli bağı ($C-C$) ve altı adet karbon-hidrojen tekli bağı ($C-H$) bulunur.
- 2. Kırılan Bağları ve Enerjilerini Hesaplayalım (Girenler):
Tepkimeye giren maddelerdeki bağlar kırılır. Bu bağların enerjilerini toplayalım:
- $C_2H_4$ molekülündeki bağlar:
- 1 adet $C=C$ bağı: $1 \times E(C=C) = 1 \times 614 \text{ kJ/mol} = 614 \text{ kJ/mol}$
- 4 adet $C-H$ bağı: $4 \times E(C-H) = 4 \times 414 \text{ kJ/mol} = 1656 \text{ kJ/mol}$
- $H_2$ molekülündeki bağlar:
- 1 adet $H-H$ bağı: $1 \times E(H-H) = 1 \times 436 \text{ kJ/mol} = 436 \text{ kJ/mol}$
- Toplam kırılan bağ enerjisi: $614 \text{ kJ/mol} + 1656 \text{ kJ/mol} + 436 \text{ kJ/mol} = 2706 \text{ kJ/mol}$
- 3. Oluşan Bağları ve Enerjilerini Hesaplayalım (Ürünler):
Tepkime sonucunda oluşan maddelerdeki yeni bağlar oluşur. Bu bağların enerjilerini toplayalım:
- $C_2H_6$ molekülündeki bağlar:
- 1 adet $C-C$ bağı: $1 \times E(C-C) = 1 \times 347 \text{ kJ/mol} = 347 \text{ kJ/mol}$
- 6 adet $C-H$ bağı: $6 \times E(C-H) = 6 \times 414 \text{ kJ/mol} = 2484 \text{ kJ/mol}$
- Toplam oluşan bağ enerjisi: $347 \text{ kJ/mol} + 2484 \text{ kJ/mol} = 2831 \text{ kJ/mol}$
- 4. Entalpi Değişimini ($ \Delta H $) Hesaplayalım:
Şimdi formülü kullanarak entalpi değişimini bulalım:
- $ \Delta H = \sum (\text{kırılan bağ enerjileri}) - \sum (\text{oluşan bağ enerjileri}) $
- $ \Delta H = 2706 \text{ kJ/mol} - 2831 \text{ kJ/mol} $
- $ \Delta H = -125 \text{ kJ/mol} $
- 5. Sonucu Seçeneklerle Karşılaştıralım:
Hesapladığımız değer $ -125 \text{ kJ/mol} $'dür. Seçeneklerde $ -124 \text{ kJ/mol} $ bulunmaktadır. Bağ enerjisi değerlerindeki küçük farklılıklar veya yuvarlamalar nedeniyle bu tür sorularda 1-2 birimlik sapmalar görülebilir. Bu durumda en yakın ve doğru seçenek $ -124 \text{ kJ/mol} $'dür.
Cevap A seçeneğidir.
