Hess yasası nedir Test 1

Metan gazının yanma tepkimesi:
CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(s) ΔH = -890 kJ
Suyun buharlaşma entalpisi: H₂O(s) → H₂O(g) ΔH = +44 kJ
Buna göre CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g) tepkimesinin ΔH değeri kaç kJ'dir?

A) -978
B) -890
C) -802
D) -756

Sevgili öğrenciler, bu soruda Hess Yasası'nı kullanarak bir tepkimenin entalpi değişimini bulacağız. Hess Yasası, bir tepkimenin entalpi değişiminin, tepkimenin izlediği yoldan bağımsız olduğunu ve adımlar halinde gerçekleşen tepkimelerin entalpi değişimlerinin toplamına eşit olduğunu belirtir. Hadi adım adım ilerleyelim!

• Hedef Tepkimeyi Belirleyelim:

  Bizden istenen tepkime, metan gazının yanması sonucu karbondioksit gazı ve buhar halindeki su oluşumudur:

  $CH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g)$

• Verilen Tepkimeleri İnceleyelim:

  Elimizde iki adet tepkime ve bunların entalpi değerleri var:

  1. Metan gazının yanması sonucu sıvı su oluşumu:

  $CH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(s)$ $\Delta H_1 = -890 \text{ kJ}$

  2. Suyun buharlaşma tepkimesi:

  $H_2O(s) \rightarrow H_2O(g)$ $\Delta H_2 = +44 \text{ kJ}$

• Tepkimeleri Hedef Tepkimeye Göre Düzenleyelim:

  Hedef tepkimemizde $CH_4(g)$, $2O_2(g)$ ve $CO_2(g)$ ilk tepkimedeki yerleriyle aynı. Ancak hedef tepkimede $2H_2O(g)$ varken, ilk tepkimede $2H_2O(s)$ var. İşte burada ikinci tepkime devreye giriyor.

  • İlk tepkimeyi olduğu gibi alıyoruz, çünkü $CH_4(g)$, $O_2(g)$ ve $CO_2(g)$'nin katsayıları ve halleri hedef tepkimeyle aynı:

    $CH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(s)$ $\Delta H_1 = -890 \text{ kJ}$

  • İkinci tepkime $1 \text{ mol}$ sıvı suyu $1 \text{ mol}$ gaz suya dönüştürüyor. Hedef tepkimemizde ise $2 \text{ mol}$ gaz su oluşmasını istiyoruz. Bu nedenle, ikinci tepkimeyi $2$ ile çarpmalıyız. Tepkimeyi çarptığımızda, entalpi değerini de aynı sayıyla çarpmayı unutmayın:

    $2 \times [H_2O(s) \rightarrow H_2O(g)]$

    Bu durumda tepkime ve entalpi değeri şöyle olur:

    $2H_2O(s) \rightarrow 2H_2O(g)$ $\Delta H_2' = 2 \times (+44 \text{ kJ}) = +88 \text{ kJ}$

• Düzenlenmiş Tepkimeleri Toplayalım:

  Şimdi düzenlediğimiz bu iki tepkimeyi alt alta yazıp toplayalım. Tepkimeleri toplarken, ok işaretinin farklı taraflarında bulunan aynı maddeler birbirini götürür (tıpkı matematikteki gibi):

  $CH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + \cancel{2H_2O(s)}$ $\Delta H_1 = -890 \text{ kJ}$

  $\cancel{2H_2O(s)} \rightarrow 2H_2O(g)$ $\Delta H_2' = +88 \text{ kJ}$

  -------------------------------------------------------------------------------------------------

  $CH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g)$

  Gördüğünüz gibi, elde ettiğimiz tepkime tam olarak hedef tepkimemizdir!

• Toplam Entalpi Değerini Hesaplayalım:

  Hess Yasası'na göre, hedef tepkimenin entalpi değişimi, düzenlediğimiz tepkimelerin entalpi değişimlerinin toplamına eşittir:

  $\Delta H_{toplam} = \Delta H_1 + \Delta H_2'$

  $\Delta H_{toplam} = (-890 \text{ kJ}) + (+88 \text{ kJ})$

  $\Delta H_{toplam} = -802 \text{ kJ}$

Bu durumda, metan gazının yanması sonucu gaz halinde su oluştuğu tepkimenin entalpi değişimi $-802 \text{ kJ}$'dir.

Cevap C seçeneğidir.