Standart şartlarda gerçekleşen,
$C_{3}H_{8}(g) + 5O_{2}(g) \rightarrow 3CO_{2}(g) + 4H_{2}O(s)$
tepkimesinin standart entalpi değişimini ($\Delta H^\circ$) hesaplayınız.
($\Delta H_{f}^\circ[C_{3}H_{8}(g)] = -104$ $kJ/mol$, $\Delta H_{f}^\circ[CO_{2}(g)] = -394$ $kJ/mol$, $\Delta H_{f}^\circ[H_{2}O(s)] = -286$ $kJ/mol$)
A) $-2222$ $kJ$
B) $+2222$ $kJ$
C) $-2326$ $kJ$
D) $-1111$ $kJ$
E) $+1540$ $kJ$
Sevgili öğrenciler, bu soruda bir kimyasal tepkimenin standart entalpi değişimini ($\Delta H^\circ$) hesaplamamız isteniyor. Bu tür hesaplamalar için, tepkimeye giren ve oluşan maddelerin standart oluşum entalpilerini ($\Delta H_{f}^\circ$) kullanırız. Hadi adım adım bu hesaplamayı yapalım:
- Öncelikle, standart entalpi değişimi ($\Delta H^\circ$) hesaplama formülünü hatırlayalım. Bu formül, ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından, girenlerin standart oluşum entalpileri toplamının çıkarılmasıyla bulunur:
$\Delta H^\circ = \sum n \Delta H_{f}^\circ (\text{ürünler}) - \sum m \Delta H_{f}^\circ (\text{girenler})$
Burada $n$ ve $m$, tepkime denklemindeki stokiyometrik (katsayı) oranları temsil eder.
- Tepkime denklemini ve verilen standart oluşum entalpisi değerlerini inceleyelim:
$C_{3}H_{8}(g) + 5O_{2}(g) \rightarrow 3CO_{2}(g) + 4H_{2}O(s)$
- $\Delta H_{f}^\circ[C_{3}H_{8}(g)] = -104$ $kJ/mol$
- $\Delta H_{f}^\circ[CO_{2}(g)] = -394$ $kJ/mol$
- $\Delta H_{f}^\circ[H_{2}O(s)] = -286$ $kJ/mol$
- Önemli bir hatırlatma: Elementlerin standart hallerindeki oluşum entalpileri sıfırdır. Bu nedenle, tepkimedeki $O_{2}(g)$ için $\Delta H_{f}^\circ[O_{2}(g)] = 0$ $kJ/mol$ almalıyız.
- Şimdi ürünlerin toplam standart oluşum entalpilerini hesaplayalım:
- $3$ mol $CO_{2}(g)$ için: $3 \times (-394$ $kJ/mol) = -1182$ $kJ$
- $4$ mol $H_{2}O(s)$ için: $4 \times (-286$ $kJ/mol) = -1144$ $kJ$
- Ürünlerin toplamı: $(-1182$ $kJ) + (-1144$ $kJ) = -2326$ $kJ$
- Ardından, girenlerin toplam standart oluşum entalpilerini hesaplayalım:
- $1$ mol $C_{3}H_{8}(g)$ için: $1 \times (-104$ $kJ/mol) = -104$ $kJ$
- $5$ mol $O_{2}(g)$ için: $5 \times (0$ $kJ/mol) = 0$ $kJ$
- Girenlerin toplamı: $(-104$ $kJ) + (0$ $kJ) = -104$ $kJ$
- Son olarak, tepkimenin standart entalpi değişimini ($\Delta H^\circ$) hesaplayalım:
$\Delta H^\circ = (\text{Ürünlerin toplam entalpisi}) - (\text{Girenlerin toplam entalpisi})$
$\Delta H^\circ = (-2326$ $kJ) - (-104$ $kJ)$
$\Delta H^\circ = -2326$ $kJ + 104$ $kJ$
$\Delta H^\circ = -2222$ $kJ$
Bu durumda, tepkimenin standart entalpi değişimi $-2222$ $kJ$ olarak bulunur.
Cevap A seçeneğidir.
