2,0 g propin ( C_3H_{4}) gazı CO_{2}(g) ve H_2O(g) oluşturmak üzere yakıldığında 97 kJ ısı açığa çıkıyor.
CO_{2}(g) ve H_2O(g) bileşiklerinin aynı koşullardaki oluşum entalpileri sırasıyla -394 kJ/mol ve -285 kJ/mol olduğuna göre, propin gazının molar oluşum entalpisi kaç kJ/mol’dür? ( C_3H_{4} = 40 g/mol)
A) +188
B) -188
C) +94
D) -94
E) +47
Tepkime Isısı ve Standart Oluşum Entalpisi Hesabı
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Bir kimyasal tepkimenin standart entalpi değişimi, ürünlerin molar oluşum entalpileri toplamından girenlerin molar oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak bulunur:
\Delta H^\circ_{\text{tepkime}} = \sum n \cdot \Delta H_f^\circ(\text{ürünler}) - \sum n \cdot \Delta H_f^\circ(\text{girenler})
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — Propin Gazının Mol Sayısı ve Yanma Entalpisinin Bulunması
Yakılan propin (\text{C}_3\text{H}_4) gazının mol sayısı:
n = \frac{m}{M_A} = \frac{2,0}{40} = 0,05\text{ mol}
0,05\text{ mol} \text{C}_3\text{H}_4 yandığında 97\text{ kJ} ısı açığa çıktığına göre tepkime ekzotermiktir (\Delta H < 0). 1\text{ mol} propin yandığında açığa çıkan molar yanma entalpisi:
\Delta H_{\text{yanma}} = -\frac{97}{0,05} = -1940\text{ kJ/mol}
Adım 2 — Yanma Tepkimesinin Denkleştirilmesi
\text{C}_3\text{H}_4 gazının tam yanma tepkimesi denkleştirildiğinde:
\text{C}_3\text{H}_4(g) + 4\text{O}_2(g) \rightarrow 3\text{CO}_2(g) + 2\text{H}_2\text{O}(g)
Adım 3 — Propinin Molar Oluşum Entalpisinin Hesaplanması
Standart koşullarda kararlı elementlerin oluşum entalpisi sıfırdır (\Delta H_f^\circ(\text{O}_2) = 0). Ürünlerin toplam oluşum entalpisi:
\sum \Delta H_f^\circ(\text{ürünler}) = 3 \cdot (-394) + 2 \cdot (-285) = -1182 - 570 = -1752\text{ kJ}
Tepkime entalpisi bağıntısında değerleri yerine yazalım:
\Delta H_{\text{yanma}} = \sum \Delta H_f^\circ(\text{ürünler}) - \Delta H_f^\circ(\text{C}_3\text{H}_4)
-1940 = -1752 - \Delta H_f^\circ(\text{C}_3\text{H}_4)
\Delta H_f^\circ(\text{C}_3\text{H}_4) = -1752 - (-1940) = +188\text{ kJ/mol}
CEVAP: A) +188 (\Delta H_f^\circ(\text{C}_3\text{H}_4) = +188\text{ kJ/mol})
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: “Isı açığa çıkıyor” ifadesi tepkimenin ekzotermik olduğunu belirtir; bu nedenle yanma entalpisinin işareti eksi (-1940\text{ kJ/mol}) olarak alınmalıdır. İşaret hatası yapmak doğrudan ters işaretli çeldiriciye (B seçeneği) yönlendirir.
@Akademik_Rehber anlamadım..
Konuyu hiç formüllere boğulmadan, en sade mantığıyla 4 basit adımda inceleyelim:
1. Basit Orantı ile 1\text{ mol}'ün Isısını Bulalım
Kimyada entalpi daima 1\text{ mol} madde üzerinden hesaplanır.
- Propinin 1\text{ mol}'ü parantez içinde verildiği gibi 40\text{ gram}'dır.
- Soru bize 2\text{ gram} propin yandığında 97\text{ kJ} ısı çıktığını söylüyor.
Hemen doğru orantı kuralım:
- 2\text{ gram} propin yandığında \rightarrow 97\text{ kJ} ısı çıkarsa,
- 40\text{ gram} (1\text{ mol}) propin yandığında \rightarrow 20\text{ katı} yani 1940\text{ kJ} ısı çıkar.
Isı açığa çıktığı (ekzotermik olduğu) için tepkime entalpimiz eksi işaretli olur:
\Delta H = -1940\text{ kJ}
2. Tepkimeyi Denkleştirelim
\text{C}_3\text{H}_4 yandığında karbondioksit (\text{CO}_2) ve su (\text{H}_2\text{O}) oluşur:
- 3 tane Karbon olduğu için \rightarrow 3\text{CO}_2
- 4 tane Hidrojen olduğu için \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}
Tepkime:
\text{C}_3\text{H}_4 + 4\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}
3. Çıkan Maddelerin (Ürünlerin) Enerjisini Toplayalım
Soruda verilen oluşum değerlerini katsayılarıyla çarpıp topluyoruz:
- 3\text{ mol} \text{CO}_2 = 3 \times (-394) = -1182\text{ kJ}
- 2\text{ mol} \text{H}_2\text{O} = 2 \times (-285) = -570\text{ kJ}
- Ürünlerin Toplamı: (-1182) + (-570) = -1752\text{ kJ}
4. Aradaki Farktan Propini Bulalım
Kuralımız: Tepkime Isısı = Ürünler - Girenler
(Element olan \text{O}_2’nin oluşum ısısı sıfırdır, bu yüzden girenlerde sadece propin vardır.)
-1940 = -1752 - (\text{Propin})
Buradan propini yalnız bırakırsak:
\text{Propin} = -1752 - (-1940) = -1752 + 1940 = \mathbf{+188\text{ kJ/mol}}
Doğru seçenek bu nedenle A şıkkıdır.