Soru: Görsele göre yanlış olan ifade hangisidir?
Çözüm:
Soruda bir kimyasal reaksiyonun enerji profil grafiği verilmiştir. Tepkime koordinatı ekseninde entalpi değişimleri görünüyor. Her bir seçeneği tek tek inceleyerek cevabı bulabiliriz.
Grafikteki Veriler:
- Başlangıç noktası (reaktantlar): Entalpi = -80 kJ
- Aktivasyon enerjisi tepe noktası: Entalpi = 120 kJ
- Ürünlerin entalpisi: Entalpi = 0 kJ
Reaksiyon genliği, entalpi farkları ve tepki koşulları üzerinden ifadeleri kontrol edelim:
Seçenekler:
A) Tepkimenin entalpi değişimi, ΔH = -200 kJ’dır.
- Tepkimenin entalpi değişimi (ΔH), ürünlerin entalpisi – reaktantların entalpisiyle hesaplanır:
Bu nedenle yanlış olan ifade A şıkkıdır.
B) Tepkimenin 2 mol ürün oluşumunda 100 kJ ısı açığa çıkar.
- 1 mol ürün oluşumunda entalpi değişimi (ΔH) +200 kJ ise, 2 mol için 400 kJ olur. Bu, doğru olabilir.
C) Tepkimenin geri aktivasyon enerjisi, ileri aktivasyon enerjisinden büyüktür.
- İleri aktivasyon enerjisi: 120 - (-80) = 200 kJ
- Geri aktivasyon enerjisi: 120 - 0 = 120 kJ
Dolayısıyla doğru ifade.
D) Tepkime standart koşullarda gerçekleşmiştir.
- Soruda standart koşullar belirtilmediği için bu ifade doğru olabilir.
E) Tepkimede etkinin ısı kapsamına giren limit kapsamından düşüktür.
- Bu bilgi, verilen grafikten çıkarılamaz; ancak genellikle mantıklı bir ifade.
Sonuç:
Yanlış olan ifade: A) ΔH = -200 kJ olarak verilmiş ancak ΔH = +80 kJ olması gerekiyor.
Doğru Cevap: A
Bu soruda yanlış olan ifadeyi nasıl buluruz?
Cevap:
Soruda, 2X(_3)(g) → X(_2)(g) + 3X(_2)(g) tepkimesinin enerji (entalpi) diyagramı verilmiş ve tepkime ile ilgili ifadelerden hangisinin yanlış olduğu sorulmuş. Grafik ve öncüller üzerinden doğru/yanlış analizini detaylıca yapalım.
Enerji Diyagramı ve Entalpi (ΔH) Analizi
- Başlangıç enerji seviyesi: 2X(_3)(g) = 120 kJ
- Ürünlerin enerji seviyesi: X(_2)(g) + 3X(_2)(g) = -80 kJ
ΔH Hesabı
Tepkime entalpisi (ΔH):
(Ekzotermik tepkime)
Seçenek Analizi
A) Tepkimenin entalpi değişimi (ΔH) -200 kJ’dir.
- Doğru: Hesaplamayla uyuşuyor.
B) Tepkimede 2 mol ürün oluşumunda, 100 kJ ısı açığa çıkar.
- ΔH, 2X(_3)(g) için -200 kJ. 2 mol ürün (X(_2)) oluşunca ise 1 katı için -200 kJ açığa çıkar. (Soruya göre ürün sayısı toplamda 4 mol, yalnızca 2 ürün değil!**)
- Yanlış: 200 kJ ısı açığa çıkar olmalıydı! 2 mol ürün oluşumunda 200 kJ çıkar, 100 kJ değil. Burada hata var.
C) Tepkimenin geri aktivasyon enerjisi, ileri aktivasyon enerjisinden büyüktür.
- İleri aktivasyon enerjisi: 0 → 120 = 120 kJ
- Geri aktivasyon enerjisi: -80 → 120 = 200 kJ
- Doğru: Geri aktivasyon enerjisi, ileriye göre daha büyük.
D) Tepkime standart koşullarda gerçekleşmiştir.
- Diyagramda koşul verilmemiş ama genellikle bu tip sorularda verilen grafikler standart koşullar kabul edilir.
- Doğru kabul edilebilir.
E) Tepkimede açığa çıkan ısı, kapsam gireninin ısı kapsamından düşüktür.
- Ekzotermik tepkimeler için girenlerin ısı kapsamı, ürünlerinkinden büyüktür. Açığa çıkan ısı kadar bir azalma olur.
- Doğru.
Yanlış Olan İfade:
B seçeneğidir.
- Çünkü tepkimede 2 mol ürün oluşumunda açığa çıkan ısı 200 kJ olmalıdır, 100 kJ değil!
Kısa Bilgi Tablosu
| Seçenek | Doğru/Yanlış | Açıklama |
|---|---|---|
| A | Doğru | ΔH = -200 kJ |
| B | Yanlış | 2 mol ürün → 200 kJ olmalı |
| C | Doğru | Geri akt. en. > İleri akt. en. |
| D | Doğru | Grafikten varsayılan, doğrudur |
| E | Doğru | Kuralla uyuşuyor |
Sonuç
Doğru yanıt:
B) Tepkimede 2 mol ürün oluşumunda, 100 kJ ısı açığa çıkar. ifadesi yanlıştır.
Çünkü tepkimeye göre bu miktar 200 kJ olmalıdır.
Soru 16.
Aşağıdaki tepkinin entalpi–reaksiyon koordinat grafiği verilmiştir:
• Reaktan entalpisi: –80 kJ
• Tepe noktasındaki entalpi (Aktivasyon entalpisi): +120 kJ
• Ürün entalpisi: 0 kJ
Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Tepkimenin entalpi değişimi (ΔH) +200 kJ’dır.
B) Tepkimede 2 mol ürün oluşumunda 100 kJ ısı açığa çıkar.
C) Tepkimenin ters yöndeki aktivasyon enerjisi, ileri aktivasyon enerjisinden küçüktür.
D) Tepkime ısıtılmadan koşullarda gerçekleşmiştir.
E) Tepkime sırasında ürünlerin ısı kapasamı artırılan ısı girişi, reaktanlardan düşük tutulmuştur.
Adım Adım Çözüm
-
ΔH’nın hesaplanması
ΔH = H(ürünler) – H(reaktanlar)
= 0 kJ – (–80 kJ)
= +80 kJ
Yani reaksiyon endotermiktir ve 80 kJ ısı absorbe eder. -
İleri (forward) aktivasyon enerjisi Eₐ,f
Eₐ,f = H(tepe) – H(reaktan)
= 120 kJ – (–80 kJ)
= 200 kJ -
Ters (reverse) aktivasyon enerjisi Eₐ,r
Eₐ,r = H(tepe) – H(ürün)
= 120 kJ – 0 kJ
= 120 kJ
Önemli Enerji Değerleri Tablosu
| Büyüklük | Değer |
|---|---|
| ΔH | +80 kJ |
| İleri aktivasyon enerjisi | 200 kJ |
| Ters aktivasyon enerjisi | 120 kJ |
Seçeneklerin Değerlendirmesi
A) “Tepkimenin entalpi değişimi (ΔH) +200 kJ’dır.”
– Gerçek ΔH = +80 kJ olduğundan, bu ifade yanlıştır.
B) “Tepkimede 2 mol ürün oluşumunda 100 kJ ısı açığa çıkar.”
– Reaksiyon endotermik; ısı absorbe eder, açığa vermez. Ayrıca doğru ΔH 80 kJ olduğuna göre bu seçenek de yanlıştır.
C) “Tepkimenin ters yöndeki aktivasyon enerjisi, ileri aktivasyon enerjisinden küçüktür.”
– Eₐ,r = 120 kJ, Eₐ,f = 200 kJ ⇒ 120 < 200. Bu ifade doğrudur.
D) “Tepkime ısıtılmadan koşullarda gerçekleşmiştir.”
– Grafikten bir dış ısı kaynağı kullanıldığına dair bir işaret yoktur; sentetik bir açıklama gibi görünse de yanlış olduğu kesin değildir.
E) “Tepkime sırasında ürünlerin ısı kapasitesini artırmak için gereken ısı girişi, reaktanlardan düşüktür.”
– Grafikte ürünler başlangıçtan 80 kJ daha yüksek olduğundan, ürünlerin ısı kapasitesini artırmak için reaktanlara kıyasla daha az ısı girişi gerekir ifadesi doğru yorumlanabilir.
Yanlış olan seçenekler: A ve B.
Soruda yalnızca bir yanlış şık isteniyorsa, en bariz yanlış A’dır. Çünkü ΔH’yı doğrudan yanlış vermiştir.
Cevap
Yanlış ifade A) Tepkimenin entalpi değişimi (ΔH) +200 kJ’dır.
Özet:
- ΔH = +80 kJ
- İleri Eₐ = 200 kJ
- Ters Eₐ = 120 kJ
- Yanlış şık: A
Soru:
Yukarıdaki tepkime diyagramında, 2X₂Y(g) → X₂(g) + 3Y(g) tepkimesine ait entalpi (kJ) – tepkime koordinatı grafiği verilmiştir. Grafiğe göre aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
Cevap:
Bu tür bir ayrışma (dekompozisyon) tepkimesinde tepki maddelerinin (2X₂Y) entalpi değeri diyagramda -80 kJ, ürünlerin (X₂ ve 3Y) entalpi değeri ise +120 kJ olarak gösterilmektedir. Dolayısıyla:
• Toplam entalpi değişimi (ΔH) = Ürünlerin entalpisi – Tepkimeye girenlerin entalpisi
Yani tepkime endotermiktir ve sistem 200 kJ enerji absorbe etmektedir.
Sınav sorusundaki şıklar genelde şu şekilde yorumlanır:
- (A) “Tepkimenin entalpi değişimi ΔH = -200 kJ’dir.”
- Yanlıştır; çünkü grafikten pozitif (+200 kJ) çıkmaktadır.
- (B) “Tepkimede 2 mol ürün oluşumunda 100 kJ ısı açığa çıkar.”
- Endotermik olduğundan ısı açığa çıkmaz, aslında ısı alınır. Bu ifade de muhtemelen yanlış ifadelerdendir. Ancak soruda genelde en belirgin şekilde hatalı olan (A) şıkkıdır.
- (C) “Tepkimenin geri aktivasyon enerjisi, ileri aktivasyon enerjisinden büyüktür.”
- Grafikte ürün daha yüksek entalpide olduğundan (ileri yönde) tepeciğe çıkmak için gereken enerji genellikle geri yönde gerekenden fazladır. Bu da (C) ifadesinin yanlış olabileceğini düşündürür. Yine de sorulardaki tam veriye bakarak karar verilir.
- (D) ya da (E) gibi diğer şıklar da tepkimenin koşullarına veya ısının nasıl yer değiştirdiğine dair olur.
Ancak yukarıdaki bilgilere göre en açık yanlış genellikle “ΔH = -200 kJ” ifadesidir. Çünkü grafik +200 kJ’luk bir değer göstermektedir (endotermik). Dolayısıyla cevap, ΔH’yi yanlış işaretlemiş olan ifadedir.