11. sınıf: Etkileşim

Bir tepkimenin enerji değişimi ile ne kadar hızlı gerçekleştiği farklı sorulardır. Etkileşim temasında ısı alışverişi, bağ ve oluşum entalpileri, etkin çarpışmalar ve hız verileri incelenir. Enerji grafiği tepkimenin başlangıç ve bitiş düzeylerini gösterirken hız hesabı belirli bir zaman aralığındaki değişime dayanır.

Entalpinin işaretini sisteme göre okuyun

Endotermik olayda sistem çevreden enerji alır; ekzotermik olayda çevreye enerji verir. Tepkime entalpisi ürünler ile tepkenlerin entalpileri arasındaki farktır. Ortalama bağ enerjileriyle hesap yapılırken kırılan bağlar için gereken enerji toplamından oluşan bağlarda açığa çıkan enerji toplamı çıkarılır.

Enerji diyagramı ve katalizör

Aktivasyon enerjisi, başlangıç düzeyiyle tepkime yolundaki tepe arasındaki farktır. İleri ve geri aktivasyon enerjileri aynı referans düzeyinden okunmaz. Katalizör farklı bir yol sağlayarak aktivasyon engelini azaltabilir; tepkimenin başlangıç ve son entalpilerini değiştirmez.

Hız bağıntısını deney verisinden kurun

Ortalama hız hesabında derişim değişimini zaman aralığına bölün ve tüketim-oluşum işaretlerini ayırın. Farklı türlerin hızlarını denklemin katsayılarıyla ilişkilendirin. Başlangıç hızı verilerinde bir değişkeni karşılaştırırken diğerlerinin sabit olduğu deney çiftlerini seçin; hız derecelerini doğrudan denklemin katsayılarından çıkarmayın.

İlgili kazanımlar

KİM.11.1.1 Fiziksel ve kimyasal olaylardaki enerji değişimine ilişkin deney yapabilme
KİM.11.1.2 Maddelerin enerji kaynağı olma potansiyeline ilişkin hipotezler oluşturabilme
KİM.11.1.3 Bağ enerjileri temelinde tepkimelerin entalpi değişimine ilişkin tümevarımsal akıl yürütebilme
KİM.11.1.4 Kimyasal tepkimelerin standart tepkime entalpilerini standart oluşum entalpi verilerini kullanarak tahmin edebilme
KİM.11.1.5 Kimyasal tepkimelerin gerçekleşme şartlarını açıklamak için kanıt kullanabilme
KİM.11.1.6 Tepkime hızının zamanla değişimini bilimsel veriye dayalı tahmin edebilme
KİM.11.1.7 Tepkime hızına etki eden faktörleri bilimsel sorgulayabilme
KİM.11.1.8 Kimyasal tepkimelerin hız denklemini bilimsel veriye dayalı tahmin edebilme

Çözümlü örnekler

Örnek 1

Aşağıda bir olayın ısı terimiyle birlikte yazılmış denklemi verilmiştir:

\mathrm{C_{2}H_{5}OH(s)} + \text{ısı} \rightarrow \mathrm{C_{2}H_{5}OH(g)}

. Bu olay endotermik mi ekzotermik midir, ısı hangi yönde akar ve ürünlerin toplam entalpisi tepkenlerinkine göre nasıldır?

A)
ekzotermik; ısı çevreden sisteme akar; ürünlerin toplam entalpisi daha küçüktür
B)
endotermik; ısı çevreden sisteme akar; ürünlerin toplam entalpisi daha küçüktür
C)
endotermik; ısı çevreden sisteme akar; ürünlerin toplam entalpisi daha büyüktür
D)
ekzotermik; ısı sistemden çevreye akar; ürünlerin toplam entalpisi daha büyüktür
E)
endotermik; ısı sistemden çevreye akar; ürünlerin toplam entalpisi daha büyüktür

Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Kimya: model ve işlem): Isı tepken tarafında ise sistem ısı alır (ΔH>0); ürün tarafında ise sistem ısı verir (ΔH<0).

\text{ısı tepkenler tarafında yazılmıştır}\Longrightarrow \Delta H>0

2. Adım (Kimya: model ve işlem): Endotermik olayda ısı çevreden sisteme akar ve ürünlerin entalpisi büyüktür; ekzotermikte tersi geçerlidir.

\Delta H>0\Longrightarrow \text{endotermik; ısı çevreden sisteme akar; ürünlerin toplam entalpisi daha büyüktür}

Cevap

endotermik; ısı çevreden sisteme akar; ürünlerin toplam entalpisi daha büyüktür

Örnek 2

Gaz fazında gerçekleşen

2\mathrm{C_{2}H_{6}(g)} + 7\mathrm{O_{2}(g)} \rightarrow 4\mathrm{CO_{2}(g)} + 6\mathrm{H_{2}O(g)}

tepkimesindeki moleküllerin bağ yapıları şöyledir:

\mathrm{C_{2}H_{6}}

1\ \mathrm{C{-}C},\ 6\ \mathrm{C{-}H}

;

\mathrm{O_{2}}

1\ \mathrm{O{=}O}

;

\mathrm{CO_{2}}

2\ \mathrm{C{=}O}

;

\mathrm{H_{2}O}

2\ \mathrm{O{-}H}

. Ortalama bağ enerjileri (

\mathrm{kJ/mol}

) tabloda verilmiştir.

\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|}\hline \text{Bağ} & \mathrm{C{-}C} & \mathrm{C{-}H} & \mathrm{O{=}O} & \mathrm{C{=}O} & \mathrm{O{-}H} \\ \hline \text{Enerji} & 347 & 412 & 501 & 802 & 466 \\ \hline\end{array}

Buna göre tepkimenin entalpi değişimi (

\Delta H

) kaç kJ'dir?

A)
$2863$
B)
$-12008$
C)
$784$
D)
$9145$
E)
$-2863$

Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Kimya: model ve işlem): Tepkenlerdeki bütün bağlar kırılır; katsayı ile bağ sayısı çarpılır.

2\cdot 347+12\cdot 412+7\cdot 501=9145

2. Adım (Kimya: model ve işlem): Ürünlerdeki bütün bağlar oluşur.

8\cdot 802+12\cdot 466=12008

3. Adım (Kimya: model ve işlem): ΔH = Σ(kırılan bağ enerjileri) − Σ(oluşan bağ enerjileri).

9145-12008=-2863

Cevap

-2863

Örnek 3

Bir tepkimenin potansiyel enerji–tepkime koordinatı grafiği aşağıda verilmiştir. Buna göre tepkimenin entalpi değişimi (

\Delta H

) kaç kJ'dir ve tepkime endotermik mi ekzotermik midir? Soruda veya çözümde verilen grafik ve etiketleri

A)
$-70\ \mathrm{kJ};\ \text{ekzotermik}$
B)
$70\ \mathrm{kJ};\ \text{endotermik}$
C)
$-70\ \mathrm{kJ};\ \text{endotermik}$
D)
$70\ \mathrm{kJ};\ \text{ekzotermik}$
E)
$140\ \mathrm{kJ};\ \text{endotermik}$

Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Kimya: model ve işlem): ΔH = H(ürünler) − H(tepkenler); değerler grafikten okunur.

150-220=-70

2. Adım (Kimya: model ve işlem): ΔH > 0 ise tepkime endotermik, ΔH < 0 ise ekzotermiktir.

-70<0\Longrightarrow -70\ \mathrm{kJ};\ \text{ekzotermik}

Cevap

-70\ \mathrm{kJ};\ \text{ekzotermik}

Sık yapılan hatalar

Ekzotermik tepkimede sistemin entalpisinin arttığını düşünmek.
Katalizörün tepkime entalpisini veya denge konumunu değiştirdiğini sanmak.
Hız denklemindeki üsleri her tepkimede doğrudan stokiyometrik katsayılardan almak.

Uygulama ve etkinlik sınırları

Kalorimetri, yanma ve tepkime hızı deneyleri yapılmaz; verilen ölçüm, tablo ve enerji grafikleriyle çalışılır.

Çalışmaya devam edin

Öğrenci alanında çalış Öğretmen alanında hazırla

Sınıf konularına dön