11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 38 Cevapları
1.1.4. Standart Oluşum Entalpisi
Konuya Başlarken
Soru: Bir maddenin doğada bulunma olasılığı ile standart oluşum entalpisi arasında nasıl bir ilişki vardır? Örnek cevap: Standart oluşum entalpisi daha düşük, özellikle daha negatif olan maddeler genellikle daha kararlı yapıdadır. Kararlılığı yüksek maddelerin uygun koşullarda doğada bulunma olasılığı da artabilir. Ancak bir maddenin doğada bulunmasını yalnızca standart oluşum entalpisi belirlemez; ortam koşulları ve gerçekleşebilecek diğer tepkimeler de etkilidir.
Soru: Standart oluşum entalpileriyle tepkime entalpisi arasında nasıl bir ilişki vardır? Örnek cevap: Bir kimyasal tepkimenin standart entalpi değişimi, ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından tepkenlerin standart oluşum entalpileri toplamının çıkarılmasıyla hesaplanabilir. Hesaplamada maddelerin tepkime katsayıları da dikkate alınır.
1.5. Etkinlik - Standart Oluşum Entalpisi
Soru: 1. Standart oluşum entalpilerine göre tepkime entalpisi hesaplanmasına ilişkin ön bilgilerinizi kullanarak önermeler oluşturunuz. Örnek cevap: Standart koşullarda elementlerin en kararlı hâllerinin standart oluşum entalpileri sıfırdır. Tepkime entalpisi hesaplanırken ürünlerin ve tepkenlerin standart oluşum entalpileri, tepkime denklemindeki katsayılarıyla çarpılır. Daha sonra ürünlere ait toplam değerden tepkenlere ait toplam değer çıkarılır.
Soru: 2. Aşağıdaki tabloda yer alan çeşitli kimyasal tepkimeleri ve bu tepkimelere ait standart oluşum entalpilerini ve standart tepkime entalpi değerlerini inceleyiniz. Verilen soruları cevaplayınız. Cevap: Tablodaki verilerden yararlanılarak elementlerin standart oluşum entalpileri, tepkime katsayılarının etkisi, fiziksel hâl ve tepkimelerin entalpi değişimleri arasındaki ilişkiler aşağıda değerlendirilmiştir.
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 39 Cevapları
1.5. Etkinlik - Standart Oluşum Entalpisi
Soru: a) Tablodaki verilerden yararlanarak elementlerin standart oluşum entalpi değerleri ile ilgili önermelerinizi yazınız. Örnek cevap: Bir elementin standart koşullardaki en kararlı hâlinin standart oluşum entalpisi sıfır kabul edilir. Tabloda H2(g), O2(g) ve N2(g) için ΔH°f değerlerinin 0 olması bu duruma örnektir.
Soru: b) 1 ve 2. tepkime verilerinden yararlanarak ΔH°tepkime değeri ile tepkime katsayıları arasındaki ilişkiyi açıklayan önerme oluşturunuz. Oluşturduğunuz önermenin metnini yazınız. Örnek cevap: Bir tepkime denkleminin bütün katsayıları belirli bir sayı ile çarpıldığında tepkimenin entalpi değişimi de aynı sayı ile çarpılır. 2. tepkime, 1. tepkimenin iki katıdır ve entalpi değişimi de −241,8 kJ değerinin iki katı olan −483,6 kJ değerindedir.
Soru: c) 1 ve 3. tepkime verilerinden yararlanarak ΔH°tepkime değeri ile bileşiğin fiziksel hâli arasındaki ilişkiyi açıklayan önerme oluşturunuz. Oluşturduğunuz önermenin metnini yazınız. Örnek cevap: Aynı maddenin fiziksel hâli değiştiğinde standart oluşum entalpisi de değişebilir. H2O(g) için ΔH°f = −241,8 kJ/mol iken H2O(s) için −285,8 kJ/mol'dür. Bu nedenle tepkime entalpisi hesabında maddenin fiziksel hâli mutlaka dikkate alınmalıdır.
Soru: ç) 4, 5 ve 6. tepkimeleri inceleyerek tepkimelerin entalpi değişimleri arasındaki ilişkileri ortaya koyan bir örüntü oluşturunuz. Oluşturduğunuz örüntüyü yazınız. Cevap: 4. ve 6. tepkimeler toplandığında 5. tepkime elde edilmektedir. Buna paralel olarak entalpi değişimleri de toplanır:
+33,2 + (+57,1) = +90,3 kJ
Dolayısıyla bir tepkime birden fazla basamakta gerçekleşse bile toplam entalpi değişimi, basamakların entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.
+33,2 + (+57,1) = +90,3 kJ
Dolayısıyla bir tepkime birden fazla basamakta gerçekleşse bile toplam entalpi değişimi, basamakların entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.
Soru: d) Standart oluşum entalpilerini kullanarak kimyasal tepkimelerin standart tepkime entalpisinin hesaplanmasına ilişkin önermeler oluşturunuz. Oluşturduğunuz önermeleri yazınız. Örnek cevap: Standart tepkime entalpisi hesaplanırken her maddenin standart oluşum entalpisi denklemdeki katsayısıyla çarpılır. Ürünlerin toplam standart oluşum entalpisinden tepkenlerin toplam standart oluşum entalpisi çıkarılır.
ΔH°tepkime = ΣnΔH°f(ürünler) − ΣnΔH°f(tepkenler)
ΔH°tepkime = ΣnΔH°f(ürünler) − ΣnΔH°f(tepkenler)
Soru: e) Oluşturduğunuz önermelerinizin doğruluğunu kontrol etmek için 7. tepkimenin entalpi değişim değerini hesaplayınız. Cevap:
NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(k)
ΔH°tepkime = ΔH°f(NH4Cl) − [ΔH°f(NH3) + ΔH°f(HCl)]
= −314,4 − [−46,1 + (−92,3)]
= −314,4 − (−138,4)
= −176,0 kJ
NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(k)
ΔH°tepkime = ΔH°f(NH4Cl) − [ΔH°f(NH3) + ΔH°f(HCl)]
= −314,4 − [−46,1 + (−92,3)]
= −314,4 − (−138,4)
= −176,0 kJ
Soru: f) Ön bilgilerinizden yararlanarak oluşturduğunuz önermeleriniz ile tablodaki verilerden yararlanarak oluşturduğunuz önermelerinizi karşılaştırınız. Karşılaştırmalarınız sonucunda ulaştığınız benzerlikleri ve farklılıkları aşağıdaki tabloya yazınız. Örnek cevap:
Benzerlikler: Her iki değerlendirmede de standart hâldeki elementlerin oluşum entalpilerinin sıfır olduğu, tepkime katsayılarının entalpi değerini etkilediği ve ΔH°tepkime hesabında ürünlerle tepkenlerin oluşum entalpilerinin kullanıldığı sonucuna ulaşılmıştır.
Farklılıklar: Tablo incelendiğinde ön bilgilere ek olarak maddenin fiziksel hâlinin entalpi değerini etkilediği ve birden fazla tepkimenin entalpi değişimlerinin toplanarak başka bir tepkimenin entalpi değişiminin bulunabildiği daha açık biçimde görülmüştür.
Benzerlikler: Her iki değerlendirmede de standart hâldeki elementlerin oluşum entalpilerinin sıfır olduğu, tepkime katsayılarının entalpi değerini etkilediği ve ΔH°tepkime hesabında ürünlerle tepkenlerin oluşum entalpilerinin kullanıldığı sonucuna ulaşılmıştır.
Farklılıklar: Tablo incelendiğinde ön bilgilere ek olarak maddenin fiziksel hâlinin entalpi değerini etkilediği ve birden fazla tepkimenin entalpi değişimlerinin toplanarak başka bir tepkimenin entalpi değişiminin bulunabildiği daha açık biçimde görülmüştür.
Soru: g) Tepkimelerin standart entalpi değişim değerlerinin (ΔH°tepkime) bazıları negatif bazıları ise pozitiftir. Bu durumu inceleyerek standart oluşum entalpileriyle ilgili neden-sonuç ilişkilerini gösteren tespitlerinizi yazınız. Örnek cevap: Ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamı tepkenlerinkinden daha küçükse ΔH°tepkime negatif olur ve tepkime ekzotermiktir. Ürünlerin toplamı tepkenlerinkinden daha büyük olduğunda ise ΔH°tepkime pozitif olur ve tepkime endotermiktir.
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 40 Cevapları
1.5. Etkinlik - Standart Oluşum Entalpisi
Soru: 3. Oluşturduğunuz önermeye göre aşağıda verilen tepkimelerin standart entalpi değişimi (ΔH°tepkime) değerlerini hesaplayınız. Standart oluşum entalpisi değerleri için verilen tabloyu kullanınız. Cevap:
1. C2H5OH(s) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g)
ΔH° = [2(−393,5) + 3(−241,8)] − [−235,1 + 3(0)]
= [−787,0 − 725,4] − (−235,1)
= −1512,4 + 235,1
ΔH°tepkime = −1277,3 kJ
2. CH4(g) + N2(g) → HCN(g) + NH3(g)
ΔH° = [135,1 + (−46,1)] − [−74,9 + 0]
= 89,0 − (−74,9)
ΔH°tepkime = +163,9 kJ
3. 2H2S(g) + 3O2(g) → 2H2O(s) + 2SO2(g)
ΔH° = [2(−285,8) + 2(−296,8)] − [2(−20,7) + 3(0)]
= [−571,6 − 593,6] − (−41,4)
= −1165,2 + 41,4
ΔH°tepkime = −1123,8 kJ
4. 4NH3(g) + 6NO(g) → 5N2(g) + 6H2O(g)
ΔH° = [5(0) + 6(−241,8)] − [4(−46,1) + 6(+90,3)]
= −1450,8 − [−184,4 + 541,8]
= −1450,8 − 357,4
ΔH°tepkime = −1808,2 kJ
1. C2H5OH(s) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g)
ΔH° = [2(−393,5) + 3(−241,8)] − [−235,1 + 3(0)]
= [−787,0 − 725,4] − (−235,1)
= −1512,4 + 235,1
ΔH°tepkime = −1277,3 kJ
2. CH4(g) + N2(g) → HCN(g) + NH3(g)
ΔH° = [135,1 + (−46,1)] − [−74,9 + 0]
= 89,0 − (−74,9)
ΔH°tepkime = +163,9 kJ
3. 2H2S(g) + 3O2(g) → 2H2O(s) + 2SO2(g)
ΔH° = [2(−285,8) + 2(−296,8)] − [2(−20,7) + 3(0)]
= [−571,6 − 593,6] − (−41,4)
= −1165,2 + 41,4
ΔH°tepkime = −1123,8 kJ
4. 4NH3(g) + 6NO(g) → 5N2(g) + 6H2O(g)
ΔH° = [5(0) + 6(−241,8)] − [4(−46,1) + 6(+90,3)]
= −1450,8 − [−184,4 + 541,8]
= −1450,8 − 357,4
ΔH°tepkime = −1808,2 kJ
Soru: 4. Önermelerinizi kullanarak standart tepkime entalpisi değişimi değerlerini hesaplama sürecinizde hangi ölçütleri dikkate aldınız? Dikkate aldığınız ölçütlerinizi yazınız. Örnek cevap: Öncelikle tepkime denklemlerindeki stokiyometrik katsayıları dikkate aldım. Maddelerin doğru fiziksel hâllerine ait standart oluşum entalpilerini kullandım. Standart hâlde bulunan elementlerin ΔH°f değerlerini sıfır kabul ederek ürünlerin toplamından tepkenlerin toplamını çıkardım.
Soru: 5. Hesaplamalarınızda kullandığınız matematiksel modeli yazınız. Cevap:
ΔH°tepkime = ΣnΔH°f(ürünler) − ΣnΔH°f(tepkenler)
Burada n, tepkimedeki her bir maddenin katsayısını göstermektedir.
ΔH°tepkime = ΣnΔH°f(ürünler) − ΣnΔH°f(tepkenler)
Burada n, tepkimedeki her bir maddenin katsayısını göstermektedir.
Soru: 6. Aşağıdaki standart entalpi değişimi ile ilgili matematiksel modele ilişkin bilgileri okuyunuz. Verilen adımlardaki uygulamaları gerçekleştiriniz. Cevap: Verilen matematiksel modelde standart tepkime entalpisinin, ürünlerin katsayılarıyla çarpılmış standart oluşum entalpileri toplamından tepkenlerin katsayılarıyla çarpılmış standart oluşum entalpileri toplamının çıkarılmasıyla hesaplandığı gösterilmektedir.
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 41 Cevapları
1.5. Etkinlik - Standart Oluşum Entalpisi
Soru: a) Aşağıdaki tabloda yer alan tepkimelere ait standart entalpi değişimi (ΔH°tepkime) değerlerini verilen matematiksel modeli kullanarak hesaplayınız. Cevap:
1. tepkime: ΔH°tepkime = −1277,3 kJ
2. tepkime: ΔH°tepkime = +163,9 kJ
3. tepkime: ΔH°tepkime = −1123,8 kJ
4. tepkime: ΔH°tepkime = −1808,2 kJ
1. tepkime: ΔH°tepkime = −1277,3 kJ
2. tepkime: ΔH°tepkime = +163,9 kJ
3. tepkime: ΔH°tepkime = −1123,8 kJ
4. tepkime: ΔH°tepkime = −1808,2 kJ
Soru: b) 3. adımda hesapladığınız standart tepkime entalpisi değişimi (ΔH°tepkime) değerleri ile matematiksel modeli kullanarak hesapladığınız sonuçları karşılaştırıp sorgulayınız. Sorgulama sonuçlarını yazınız. Örnek cevap: 3. adımda bulunan değerler ile verilen matematiksel model kullanılarak elde edilen değerler birbiriyle aynıdır. Bu durum oluşturulan önermenin ve kullanılan ΔH°tepkime hesaplama modelinin verilen tepkimeler için doğru sonuç verdiğini göstermektedir.
Soru: c) Sorgulamanız sonucunda ulaştığınız çıkarımlarınızı sınıf arkadaşlarınızla nezaket kurallarına dikkat ederek paylaşınız. Örnek cevap: “Hesaplamalarımızda ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından tepkenlerin standart oluşum entalpileri toplamını çıkardığımızda önceki sonuçlarımızla aynı değerlere ulaştık. Bu nedenle kullandığımız matematiksel modelin uygun olduğunu düşünüyorum.”
Değerlendirme
Soru: 1. Standart tepkime entalpisi hesaplanırken standart oluşum entalpi değerlerinden nasıl yararlanıldığını açıklayınız. Cevap: Tepkime denklemindeki her maddenin standart oluşum entalpisi kendi stokiyometrik katsayısı ile çarpılır. Ürünlere ait değerlerin toplamından tepkenlere ait değerlerin toplamı çıkarılarak standart tepkime entalpisi bulunur:
ΔH°tepkime = ΣnΔH°f(ürünler) − ΣnΔH°f(tepkenler)
ΔH°tepkime = ΣnΔH°f(ürünler) − ΣnΔH°f(tepkenler)
Soru: 2. Standart tepkime entalpi değişimini hesaplarken yaptığınız varsayımların geçerliliği hakkındaki düşüncelerinizi yazınız. Örnek cevap: Kullanılan standart oluşum entalpisi değerlerinin standart koşullar ve maddelerin belirtilen fiziksel hâlleri için geçerli olduğu kabul edilmiştir. Tepkime denklemi doğru denkleştirildiğinde, katsayılar dikkate alındığında ve uygun ΔH°f değerleri kullanıldığında yapılan varsayımlar geçerlidir ve hesaplama güvenilir sonuç verir.
Sıkça Sorulan Sorular
Standart tepkime entalpisi nasıl hesaplanır?
Ürünlerin katsayılarıyla çarpılmış standart oluşum entalpileri toplamından tepkenlerin toplamı çıkarılır: ΔH°tepkime = ΣnΔH°f(ürünler) − ΣnΔH°f(tepkenler).
Standart hâlde bulunan bir elementin standart oluşum entalpisi kaçtır?Elementin standart koşullardaki en kararlı hâlinin standart oluşum entalpisi 0 kJ/mol kabul edilir.
7. tepkimenin standart entalpi değişimi kaçtır?NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(k) tepkimesi için ΔH°tepkime = −176,0 kJ bulunur.
Sayfa 40'taki ikinci tepkime endotermik mi?Evet. İkinci tepkimenin ΔH°tepkime değeri +163,9 kJ olduğundan tepkime endotermiktir.
KİTABIN TÜM CEVAPLARI
Bütün tema, etkinlik ve sayfa cevaplarını 11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları ana sayfasında inceleyebilirsiniz.