Termokimya: çalışma rehberi

Temel fikirler

Termokimya, kimyasal ve fiziksel değişimlerde alışverişi yapılan ısıyı izler. Entalpi değişimi ΔH, ısı veren ekzotermik tepkimelerde negatif, endotermik tepkimelerde pozitiftir.

• Sıcaklığı değiştirmek için gereken ısı q = mcΔT’dir. Suyun c değeri 4,18 J/(g·°C)’dir.
• Hess yasası: tepkimenin entalpi değişimi tek adımda ya da birkaç adımda olsa da aynıdır; bu yüzden denklemler ve ΔH değerleri toplanabilir.
• Oluşum entalpileriyle ΔH°_rxn = ΣΔH°f(ürünler) − ΣΔH°f(girenler); standart hâldeki elementler sıfırdır.
• Bağ entalpileriyle ΔH ≈ girenlerdeki bağları kırmak için gereken enerji eksi ürünlerdeki bağlar oluşurken açığa çıkan enerjidir.

Temel denklemler

• q = mcΔT
• ΔH°_rxn = ΣΔH°f(products) − ΣΔH°f(reactants)
• ΔH ≈ Σ bonds broken − Σ bonds formed
• q = mL (phase change)

Çözümlü örnek

Metanın yanması: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O(s). ΔH°f değerleri CH₄ için −74,8, CO₂ için −393,5 ve H₂O(s) için −285,8 kJ/mol ise ΔH°_rxn = [−393,5 + 2(−285,8)] − (−74,8) = mol metan başına −890,3 kJ’dir. Bir kalorimetrede 100,0 g su 20,0 °C’den 25,0 °C’ye ısınırken q = 100,0 × 4,18 × 5,0 = 2090 J soğurur.

Sık yapılan hatalar

• ΔH°f değerini stokiyometrik katsayıyla çarpmayı unutmak.
• Ürünler eksi girenler sırasını ters çevirmek; bu, ΔH’nin işaretini değiştirir.
• Denklem iki katına çıkarıldığında ya da tersine çevrildiğinde bir mol tepkime için verilen ΔH’yi ölçeklemeden kullanmak.

Alıştırma

Bu konudaki alıştırma sorularıyla kendinizi sınayın: Termokimya