11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 44 Cevapları
1.6. Etkinlik - Tepkime Entalpisini Neler Değiştirir?
Soru: 1. a) Tepkimede oluşan ürünün fiziksel hâlini katı (k) ve gaz (g) şeklinde aşağıdaki diyagramlar üzerindeki uygun yerlere yazınız. Cevap:
Soldaki diyagram: CO2(g)
Sağdaki diyagram: CO2(k)
Gaz hâlindeki CO2'nin potansiyel enerjisi katı hâlindeki CO2'den daha yüksektir. Bu nedenle diyagramlarda daha yüksek enerji düzeyindeki ürün CO2(g), daha düşük enerji düzeyindeki ürün ise CO2(k) olarak gösterilir.
Soldaki diyagram: CO2(g)
Sağdaki diyagram: CO2(k)
Gaz hâlindeki CO2'nin potansiyel enerjisi katı hâlindeki CO2'den daha yüksektir. Bu nedenle diyagramlarda daha yüksek enerji düzeyindeki ürün CO2(g), daha düşük enerji düzeyindeki ürün ise CO2(k) olarak gösterilir.
Soru: b) Kuru buz ve karbon dioksit gazının oluşumu sırasında açığa çıkan ısı miktarının büyüklüğünü tahmin ederek −393,5 kJ/mol ve −427,4 kJ/mol değerlerini diyagramlardaki uygun yerlere yazınız. Cevap:
CO2(g): ΔH = −393,5 kJ/mol
CO2(k): ΔH = −427,4 kJ/mol
Katı CO2'nin potansiyel enerjisi daha düşük olduğundan oluşumu sırasında daha fazla enerji açığa çıkar ve standart oluşum entalpisi daha negatif olur.
CO2(g): ΔH = −393,5 kJ/mol
CO2(k): ΔH = −427,4 kJ/mol
Katı CO2'nin potansiyel enerjisi daha düşük olduğundan oluşumu sırasında daha fazla enerji açığa çıkar ve standart oluşum entalpisi daha negatif olur.
Soru: 2. Bir tepkimenin entalpisi, tepkimenin gerçekleştiği ortamdaki sıcaklık ve basınca bağlı olarak değişir. Sabit bir hızla ısıtmak için tasarlanmış ve yakıt olarak propan (C3H8) kullanılan bir kamp ocağı, Antalya’da deniz kenarında ve Kayseri’de Erciyes Dağı’nın eteklerinde eşit süre çalıştırılsa açığa çıkan ısı miktarı aynı mı olur? Düşüncelerinizi yazınız. Örnek cevap: Açığa çıkan ısı miktarının tam olarak aynı olması beklenmez. Çünkü Antalya'da deniz seviyesindeki sıcaklık ve basınç koşulları ile Erciyes Dağı'nın eteklerindeki koşullar farklıdır. Tepkime entalpisi sıcaklık ve basınca bağlı olarak değişebildiği için propanın yanması sonucunda açığa çıkan ısı miktarında da farklılık oluşabilir. Ek veriler olmadan hangi ortamda ne kadar fazla ısı açığa çıkacağını kesin olarak belirlemek mümkün değildir.
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 45 Cevapları
1.6. Etkinlik - Tepkime Entalpisini Neler Değiştirir?
Soru: 3. Sinek kuşlarının çok fazla besin tüketmesinin gerekçesini tepken miktarı ile tepkime entalpisi arasında ilişki kurarak açıklayınız. Örnek cevap: Tepkimeye giren madde miktarı arttıkça tepkime sonucunda gerçekleşen toplam entalpi değişiminin büyüklüğü de aynı oranda artar. Sinek kuşlarının metabolizmaları çok hızlı çalıştığı için büyük miktarda enerjiye gereksinimleri vardır. Daha fazla besin tüketmeleri, hücresel tepkimelerde daha fazla besin molekülünün kullanılmasını ve böylece ihtiyaç duydukları daha fazla toplam enerjinin elde edilmesini sağlar.
Değerlendirme
Soru: Tepkime entalpisine etki eden faktörler nelerdir? Cevap: Tepkime entalpisi; maddelerin fiziksel hâline, tepkimenin gerçekleştiği sıcaklığa ve basınca, tepkimeye giren madde miktarına bağlı olarak değişebilir. Tepkime denkleminin katsayıları değiştirilerek madde miktarı artırıldığında toplam entalpi değişimi de aynı oranda değişir.
1.2. Uygulama Noktası
Soru: 1. Kuvvetli bir asit, oksitleyici ve aşındırıcı olan nitrik asit (HNO3); kimyasal gübre, ilaç, boya ve patlayıcı üretiminde kullanılan önemli bir ham maddedir. Nitrik asidin endüstriyel üretimi üç aşamalı bir süreçtir. Metin ve tepkime denklemlerinden yararlanarak soruları cevaplayınız. Cevap:
A. 4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g)
B. 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
C. 3NO2(g) + H2O(s) → 2HNO3(g) + NO(g)
A. 4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g)
B. 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
C. 3NO2(g) + H2O(s) → 2HNO3(g) + NO(g)
Soru: a) Tablodaki standart oluşum entalpilerini kullanarak her bir tepkimede tepkenlerin ve ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamını hesaplayıp ilgili boşluğa yazınız. Cevap:
A tepkimesi
Tepkenlerin oluşum entalpileri toplamı:
4(−46,1) + 5(0) = −184,4 kJ
Ürünlerin oluşum entalpileri toplamı:
4(+90,3) + 6(−241,8)
= 361,2 − 1450,8
= −1089,6 kJ
B tepkimesi
Tepkenlerin oluşum entalpileri toplamı:
2(+90,3) + 0 = +180,6 kJ
Ürünlerin oluşum entalpileri toplamı:
2(+33,2) = +66,4 kJ
C tepkimesi
Tepkenlerin oluşum entalpileri toplamı:
3(+33,2) + (−285,8)
= 99,6 − 285,8
= −186,2 kJ
Ürünlerin oluşum entalpileri toplamı:
2(−135,0) + (+90,3)
= −270,0 + 90,3
= −179,7 kJ
A tepkimesi
Tepkenlerin oluşum entalpileri toplamı:
4(−46,1) + 5(0) = −184,4 kJ
Ürünlerin oluşum entalpileri toplamı:
4(+90,3) + 6(−241,8)
= 361,2 − 1450,8
= −1089,6 kJ
B tepkimesi
Tepkenlerin oluşum entalpileri toplamı:
2(+90,3) + 0 = +180,6 kJ
Ürünlerin oluşum entalpileri toplamı:
2(+33,2) = +66,4 kJ
C tepkimesi
Tepkenlerin oluşum entalpileri toplamı:
3(+33,2) + (−285,8)
= 99,6 − 285,8
= −186,2 kJ
Ürünlerin oluşum entalpileri toplamı:
2(−135,0) + (+90,3)
= −270,0 + 90,3
= −179,7 kJ
Soru: b) NH3 gazından nitrik asit üreten bir tesis tasarlayan kimya mühendisi, tesiste ısıtma işlemleri için gereken enerjinin bir kısmını üretim sürecindeki kimyasal tepkimelerden karşılamak istiyor. Tablodaki oluşum ısılarını kullanarak A, B ve C tepkimesi için standart tepkime entalpisini hesaplayınız, hangi tepkime ya da tepkimelerin ısı kaynağı olarak kullanılabileceğini belirleyiniz. Cevap:
ΔH°tepkime = ΣΔH°f(ürünler) − ΣΔH°f(tepkenler)
A tepkimesi:
ΔH° = −1089,6 − (−184,4)
= −905,2 kJ
B tepkimesi:
ΔH° = +66,4 − (+180,6)
= −114,2 kJ
C tepkimesi:
ΔH° = −179,7 − (−186,2)
= +6,5 kJ
A ve B tepkimelerinin ΔH değerleri negatif olduğu için bu tepkimeler ekzotermiktir ve ısı kaynağı olarak kullanılabilir. C tepkimesi ise ΔH değeri pozitif olduğundan endotermiktir.
ΔH°tepkime = ΣΔH°f(ürünler) − ΣΔH°f(tepkenler)
A tepkimesi:
ΔH° = −1089,6 − (−184,4)
= −905,2 kJ
B tepkimesi:
ΔH° = +66,4 − (+180,6)
= −114,2 kJ
C tepkimesi:
ΔH° = −179,7 − (−186,2)
= +6,5 kJ
A ve B tepkimelerinin ΔH değerleri negatif olduğu için bu tepkimeler ekzotermiktir ve ısı kaynağı olarak kullanılabilir. C tepkimesi ise ΔH değeri pozitif olduğundan endotermiktir.
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 46 Cevapları
1.2. Uygulama Noktası
Soru: 2. Alevsiz ısıtma kitleri, özel olarak sızdırmaz biçimde paketlenmiş yiyeceklerin ısıtılması için genellikle askerler ve kampçılar tarafından kullanılır. Yiyecekleri ısıtmak için gereken ısı ekzotermik kimyasal tepkimelerden sağlanır. Metin ve tepkime denklemlerinden yararlanarak soruları cevaplayınız. Cevap:
A. Mg(k) + 2H2O(s) → Mg(OH)2(k) + H2(g)
B. 3CaO(k) + P2O5(k) → Ca3(PO4)2(k)
A. Mg(k) + 2H2O(s) → Mg(OH)2(k) + H2(g)
B. 3CaO(k) + P2O5(k) → Ca3(PO4)2(k)
Soru: a) Tablodaki standart oluşum entalpilerini kullanarak her bir tepkimenin standart tepkime entalpisini hesaplayınız. Cevap:
A tepkimesi:
ΔH°tepkime = [−924,7 + 0] − [0 + 2(−285,8)]
= −924,7 − (−571,6)
ΔH°tepkime = −353,1 kJ
B tepkimesi:
Tepkenlerin toplam oluşum entalpisi:
3(−635,1) + (−1505,5)
= −1905,3 − 1505,5
= −3410,8 kJ
ΔH°tepkime = −4120,8 − (−3410,8)
ΔH°tepkime = −710 kJ
A tepkimesi:
ΔH°tepkime = [−924,7 + 0] − [0 + 2(−285,8)]
= −924,7 − (−571,6)
ΔH°tepkime = −353,1 kJ
B tepkimesi:
Tepkenlerin toplam oluşum entalpisi:
3(−635,1) + (−1505,5)
= −1905,3 − 1505,5
= −3410,8 kJ
ΔH°tepkime = −4120,8 − (−3410,8)
ΔH°tepkime = −710 kJ
Soru: b) Tepkimede açığa çıkan ısı miktarına göre alevsiz ısıtma kitinde hangi tepkimenin kullanılması daha uygundur? Cevap: B tepkimesi daha uygundur. Çünkü B tepkimesinin entalpi değişimi −710 kJ, A tepkimesinin ise −353,1 kJ değerindedir. B tepkimesinde daha fazla ısı açığa çıkar.
Soru: c) A ve B tepkimelerine göre yaklaşık 160 kJ ısı üreten iki farklı alevsiz ısıtma kiti için belli özellikler aşağıdaki tabloda verilmiştir. Tablodaki verilere göre aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevap: A ve B kitleri; yanıcı gaz oluşturma, kütle, hacim ve gerekli su miktarı bakımından karşılaştırılmıştır.
Soru: I. Yanıcı gazların varlığının tehlike oluşturabileceği hava araçları ya da acil durum sığınaklarında kullanılması düşünülen alevsiz ısıtma kiti için hangi tepkime, hangi özelliğine göre daha uygundur? Cevap: B tepkimesi daha uygundur. A tepkimesi sonucunda yanıcı özellik gösteren H2 gazı oluşurken B tepkimesinde yanıcı bir gaz oluşmaz. Bu nedenle kapalı veya güvenlik açısından hassas ortamlarda B tepkimesi tercih edilebilir.
Soru: II. Denizaşırı yerler ya da yolu olmayan dağlık bölgeler gibi taşıma maliyetinin yüksek olduğu yerlerde kullanılması düşünülen alevsiz ısıtma kiti için hangi tepkime, hangi özelliğine göre daha uygundur? Cevap: A tepkimesi daha uygundur. A kitinin kütlesi 23 g ve hacmi 45 cm³ iken B kitinin kütlesi 97 g, hacmi ise 126 cm³'tür. Daha hafif ve daha az hacimli olması taşıma maliyetini azaltır.
Soru: III. Su tedarikinin zor olduğu bölgelerde kullanılması düşünülen alevsiz ısıtma kiti için hangi tepkime, hangi özelliğine göre daha uygundur? Cevap: B tepkimesi daha uygundur. B kitinin tepkime için gerekli su miktarı 0 g iken A kitinde tepkime için 16 g su gerekmektedir. Bu nedenle suyun zor temin edildiği bölgelerde B tepkimesi avantajlıdır.
Sıkça Sorulan Sorular
Nitrik asit üretiminde hangi tepkimeler ısı kaynağı olarak kullanılabilir?
A ve B tepkimeleri ekzotermik oldukları için ısı kaynağı olarak kullanılabilir.
Alevsiz ısıtma kitinde daha fazla ısı veren tepkime hangisidir?B tepkimesi, ΔH = −710 kJ değeriyle A tepkimesinden daha fazla ısı açığa çıkarır.
Su tedarikinin zor olduğu yerlerde hangi alevsiz ısıtma kiti uygundur?B tepkimesine dayalı kit uygundur çünkü tepkime için ayrıca su gerektirmez.
KİTABIN TÜM CEVAPLARI
Bütün tema, etkinlik ve sayfa cevaplarını 11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları ana sayfasında inceleyebilirsiniz.