Entalpi, bir maddenin yapısında bulunan tüm enerjilerin toplamı anlamına gelir. H ile ifade edilir. Bir maddenin gerçek entalpisini bulmak mümkün değildir. Entalpi değişiminin (ΔH) belirli bir değeri vardır çünkü entalpi bir hal fonksiyonudur ve iç enerjiye bağlıdır. Entalpi değişimi hesaplamak için birçok farklı yöntem vardır.
Endotermik ve Ekzotermik Kavramları
Tepkimeler endotermik ve ekzotermik olarak ikiye ayrılır.
Endotermik Tepkimeler
Endotermik tepkimeler, bir kimyasal reaksiyonda tepkimeye giren maddelerin (standart veya molar) oluşum entalpileri, ürünlerin (standart veya molar) oluşum entalpileri toplamından daha düşük olduğu durumlardır. Bu nedenle, endotermik tepkimeler için dışarıdan ısı almaları gerekir. Endotermik tepkimelerin entalpisi (ΔH), “+” ile gösterilir.
Burada “+” terimi, tepkimenin başlaması için alması gereken ısıyı ifade eder. Endotermik tepkimeler için dışarıdan ısı almak gerekir, bu nedenle tek bir tepkimenin kendiliğinden devam etmesi mümkün değildir ve sınır koşulları altında istemli bir tepkime değildir.
Ekzotermik Tepkimeler
Bir kimyasal reaksiyonda, ürünlerin standart veya molar oluşum entalpileri toplamının girenlerin standart veya molar oluşum entalpileri toplamından küçük olduğu durumdur. Bu nedenle, bu tepkimeler gerçekleşirken çevresini ısıtır. Reaksiyon entalpisinin değişim oranı (ΔH), “–” ile gösterilir.
Bu “burada” ifadesi, tepkime sona erdikten sonra ortaya çıkan ısıyı ifade eder. Ekzotermik tepkimeler dışarıya ısı verirler, bu nedenle bir kez gerçekleştikten sonra tepkime kendiliğinden devam edebilir. Sonuç olarak, sınırlı koşullar altında egzotermik tepkimeler arzu edilmez.
Bu konuyu rahat bir şekilde canlandırmak için ateş yakmayı düşünebilirsiniz. Ortamda yeterince odun olduğunda, ufak bir ateş parçasıyla tepkimeleri başlatabilirsiniz. Diğer tepkimeler kendiliğinden gerçekleşecek ve ateş büyüyecek ve süreklilik kazanacaktır.
Standart Oluşum Entalpisi Yötemiyle Entalpi Hesabı
Bir maddenin ΔH değeri, maddenin bileşenlerinden sentezlenen tepkimeler tarafından doğrudan hesaplanabilir.
Oluşum entalpisi veya oluşum ısısı olarak da bilinen bir bileşiğin elementlerinden oluşması sırasında meydana gelen entalpi değişim, ΔHf olarak gösterilir. Diğer yandan, elementlerin doğal hallerinde sıfır standart oluşum entalpileri olduğu kabul edilir.
Standart molar oluşum entalpisi (ΔH°f) bir bileşiğin 1 molünün standart şartlarda (1 atm ve 25 °C) elementlerden oluşması sırasındaki entalpi değişimidir.
Bir tepkimenin entalpi değişimi, girdilerin standart oluşum entalpileri toplamından ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamına bölünerek hesaplanabilir.
Entalpi Diyagramları Yardımıyla Entalpi Hesabı
Entalpi bir diagram, bir tepkimenin entalpi değişimlerini gösteren bir grafiktir. “Girenler” ve “Ürünler” entalpi diyagramda bulunabilir. Entalpi diyagram iki çeşittir.
Basitleştirilmiş Entalpi Diagramları
Basitleştirilmiş entalpi diagram, yalnızca girenlerin ve ürünlerin entalpi değerlerini göstermektedir. Entalpi değişimi, girdilerin entalpi değerinden ürünlerin entalpi değerini çıkararak bulunur. Entalpi değişimin negatif olması bir ekzotermik tepkimedir, ancak entalpi değişimin pozitif olması bir endotermik tepkimedir.
Bilimsel Entalpi Diagramları
Etalp grafiğini daha ayrıntılı olarak incelemek istersek, şu fikirler karşımıza çıkar:
- Kritik nokta: Grafikteki en üst nokta kritik noktadır. En belirsiz tepki kritik noktada ortaya çıkar.
- İleri Aktifleşme Enerjisi, kritik noktaya kadar elde edilmesi gereken enerji miktarını ifade eder. Ayrıca aktivasyon enerjisi olarak da bilinir. Reaksiyonu başlatmak için kullanılır.
- Geri Aktifleşme Enerjisi, önemli bir noktadan sonra kaybedilen enerji miktarını ifade eder.
- Enzimler, tepkimenin gerçekleşme süresini kısaltan kimyasallardır.
- Entalpi Değişim, İleri Aktifleşme ve Geri Aktifleşme Enerjisi olarak bilinir.
Bağ Enerjisi ile Tepkime Entalpisi Hesabı
Kimyasal tepkime sırasında atomlar arasındaki bağlar kopabilir ve yeni bağlar oluşabilir. Bağların kopması ve oluşması sırasında meydana gelen entalpi değişimleri biliyorsanız, tepkimenin entalpisi bulunabilir. Bağ oluşumu ekzotermiktir, ancak bağ kırılımları endotermiktir.
Bağ enerjisi hesaplanabilmesi için hem girenlerin hem de ürünlerin gaz halinde olması gerekir. O bağı oluşturan atomlar arasındaki bağ, bağ enerjisinin gücüne göre daha güçlüdür. Bağ enerjisi yöntemiyle entalpi hesaplama, denklemleri denkleştirmeden önce yapılır:
Hess Yasası ile Entalpi Hesabı
Bir reaksiyonun doğrudan ΔH° değerinin belirlenemediği durumlarda, deneysel olarak önceden ölçülmüş ara basamak reaksiyonlarının entalpi değişim değerlerinden yararlanılır. Hess Yasası, tepkime ısılarının toplanabilirliğine dayanan bir yaklaşımdır. Hess yasası uygulanırken bazı önemli kurallar göz önünde bulundurulmalıdır.
- Bir tepkimenin entalpi değeri, girenler veya girenler şeklinde yazıldığında ters çevrildiğinde işaret değiştirir.
- Bir tepkimeye ait entalpi değer, bir katsayı ile çarpıldığında aynı katsayı ile çarpılır.
- Bir tepkimenin entalpi değeri, birden fazla tepkimenin entalpi değerlerinin toplamıdır. Bu durumda, toplu tepkimenin entalpi değeri, toplanan tepkimelerin entalpi değerlerinin cebirsel toplamıdır.
Molar oluşum ısısı ne demek?
Bir bileşiğin bir molünün standart şartlarda (25 santigrat derecede 1 atm basınç altında) elementlerinden oluşması sırasındaki entalpi değişimine standart oluşum entalpisi denir.
Molar oluşum entalpisi nasıl hesaplanır?
Bir bilim insanı ∆H ile bir reaksiyonun ısı verdiğini (veya ekzotermik olduğunu) ya da ısı aldığını (veya endotermik olduğunu) belirleyebilir. Genel olarak, ∆H = m x s x ∆T; burada m tepkiyen maddelerin kütlesi, s ürünün özgül ısısı ve ∆T reaksiyondaki sıcaklık değişimidir.
Molar oluşum entalpisi nelere bağlıdır?
Bir tepkimenin entalpisi şunlara bağlıdır;
Tepkimeye giren madde miktarına (girenler) Tepkimeye giren maddelerin fiziksel haline (katı, sıvı, gaz gibi) Tepkimenin gerçekleştiği ortamın sıcaklığına. Tepkinin gerçekleştiği ortamın basıncına bağlıdır.
Molar oluşum nedir?
Hemen bakalım, oluşum entalpisi, bir bileşiğin elementlerinden oluşurken aldığı veya verdiği ısıdır. Tüm burada yazdığım entalpilerin hepsi alınan ısı veya verilen ısı olabilir. Molar oluşum entalpisi bu sefer 1 mol bileşiğin elementlerinden diyeceğim, elementlerinden oluşurken aldığı veya verdiği ısıdır diyorum.
Molar oluşum entalpisi olduğunu nasıl anlarız?
Standart Oluşum Entalpisi Yötemiyle Entalpi Hesabı
Bir bileşiğin 1 molünün standart şartlarda (1 atm ve 25 °C) elementlerinden oluşması sırasındaki entalpi değişimine standart molar oluşum entalpisi denir ve ΔH°f ile gösterilir.
Standart molar oluşum entalpisi nedir?
Bir bileşiğin standart oluşum entalpisi, ΔHfo, elementlerinin referans hallerinden, bileşiğin oluşum için gerekli standart reaksiyon entalpisidir. reaksiyonu yazılabilir ve değeri +49.0 kJ mol-1 dir. Elementlerin standart oluşum entalpileri referans hallerinde tüm sıcaklıklarda sıfırdır.
Molar oluşum entalpisi nasıl 0 olur?
Seyreltik sulu çözeltideki H+ iyonunun oluşum entalpisi sıfır olarak kabul edilir.
H2O oluşum entalpisi sıfır mı?
H2’nin standart oluşum entalpisi 0 iken H2O’nun -241.8 kJ/mol.