Entalpi Hesaplama: Tepkime Isısı (ΔH) Oluşum, Bağ ve Hess ile

Entalpi nasıl hesaplanır?

Önce soruda ne verildiğini seç, sonra değerleri 'katsayı değer' çiftleri olarak noktalı virgülle ayırıp yaz. Metanın yanmasında (CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O) girenler kutusuna 1 -74,8; 2 0, ürünler kutusuna 1 -393,5; 2 -285,8 yazarsın. Ürünlerin toplamı −393,5 + 2 × (−285,8) = −965,1 kJ, girenlerinki −74,8 kJ'dür. ΔH = ürünler − girenler = −965,1 − (−74,8) = −890,3 kJ çıkar; eksi işaret tepkimenin ısı verdiğini (ekzotermik) gösterir. Bağ enerjisi yönteminde sıra terstir: H₂ + Cl₂ → 2 HCl için kırılan bağlar 436 + 243 = 679 kJ, oluşan bağlar 2 × 431 = 862 kJ; ΔH = 679 − 862 = −183 kJ. Hess yönteminde her basamağın ΔH'ını çarpanıyla toplarsın: grafit yanması (−393,5) ile ters çevrilmiş CO yanması (+283) toplanınca C + ½ O₂ → CO için −110,5 kJ bulunur.

Üç yöntemde çıkarma sırası neden farklı?

İkinci tuzak katsayıyı unutmaktır. 2 H₂O yazılan bir denklemde suyun oluşum entalpisi iki kez sayılır; −285,8 yerine −571,6 kJ girer. Araçta katsayıyı her değerin önüne yazdığın için bu adım atlanamaz. Üçüncü tuzak element hâlindeki maddelere değer vermektir: O₂, H₂, N₂, Cl₂ ve grafitin standart oluşum entalpisi tanım gereği sıfırdır, ama ozon (O₃) ya da elmas gibi aynı elementin farklı hâllerinin değeri sıfır değildir.

Bağ enerjileri birçok molekülün ortalamasıdır; bu yüzden aynı tepkime için bağ enerjisiyle bulunan ΔH, oluşum entalpisiyle bulunandan birkaç kJ farklı çıkabilir. Sınav sorusunda hangi yöntem istenmişse o yöntemle bulunan sayı kabul edilir.

En sık yapılan hata çıkarma sırasını karıştırmaktır. Oluşum entalpisinde 'ürünler eksi girenler', bağ enerjisinde 'kırılan eksi oluşan' yani 'girenler eksi ürünler' yazılır. Sebep bağ enerjisinin tanımıdır: bağ kırmak için enerji verilir (+), bağ oluşurken enerji açığa çıkar (−).

Örneklerdeki değerler ders kitaplarında yaygın kullanılan değerlerdir; sorunda farklı değer verildiyse onu kullan.

Tepkime ısısını gram ve mol miktarına çevirmek

Hesaplanan ΔH denklem yazıldığı katsayılarla bir kez gerçekleştiğinde geçerlidir. Metan yanmasında ΔH = −890,3 kJ, 1 mol metan içindir. Soru '8 gram metan yakılınca kaç kJ ısı açığa çıkar' diyorsa önce 8 ÷ 16 = 0,5 mol bulunur, ısı 0,5 × 890,3 = 445,15 kJ'dür. Araçtaki isteğe bağlı mol kutusu bu çarpımı yapar ve ilk yazdığın girenin katsayısını hesaba katar; ilk giren 2 katsayılıysa 2 mol için ΔH'ın tamamını verir.

Isıyı suyun sıcaklık artışına çevirmek istersen kalorimetre bağıntısını kullanırsın: 445,15 kJ ısı 10 kg suyu yaklaşık 445.150 ÷ (10.000 × 4,18) = 10,6 °C ısıtır. Tepkimenin dengede nereye kaydığını hesaplamak için ayrı bir denge sabiti hesabı gerekir; derişimi bilinmeyen bir çözeltinin molaritesini ise derişim hesaplama aracıyla bulabilirsin.

Bu araç neyi hesaplamaz

• Hazır bir oluşum entalpisi ya da bağ enerjisi tablosu içermez; değerleri sorudan veya ders kitabından senin yazman gerekir, araç yalnız katsayılı toplamı ve işareti yönetir.
• Sıcaklığa bağlı entalpi düzeltmesini (Kirchhoff bağıntısı) yapmaz; bütün değerler aynı sıcaklıkta, genelde 25 °C ve 1 atm standart koşulda kabul edilir.
• Mühendislikteki buhar tabloları ve akışkan entalpisini (kJ/kg, buhar kazanı, soğutma çevrimi) hesaplamaz; bu araç yalnız kimyasal tepkime ısısı içindir.
• Entropi, Gibbs serbest enerjisi ve tepkimenin kendiliğinden olup olmadığını hesaplamaz; ΔH'ın eksi çıkması tek başına tepkimenin kendiliğinden yürüyeceğini göstermez.

Entalpi hakkında sık sorulanlar

Oluşum entalpilerinden tepkime entalpisi nasıl hesaplanır?

Ürünlerin oluşum entalpilerini katsayılarıyla çarpıp topla, girenlerinkini de aynı şekilde topla, sonra ürünlerden girenleri çıkar. C₂H₄ + H₂ → C₂H₆ için: −84,7 − (52,3 + 0) = −137 kJ.

Bağ enerjisinden entalpi nasıl bulunur?

Girenlerde kırılan bütün bağların enerjilerini topla, ürünlerde oluşan bağların enerjilerini topla ve kırılandan oluşanı çıkar. H₂ + Cl₂ → 2HCl: (436 + 243) − (2 × 431) = −183 kJ. Bağ sayısını molekül sayısıyla çarpmayı unutma.

Hess yasasında tepkime ters çevrilince ne olur?

ΔH'ın işareti değişir: CO + ½O₂ → CO₂ tepkimesinin ΔH'ı −283 kJ ise ters tepkime +283 kJ'dür. Tepkimeyi 2 ile çarparsan ΔH de 2 ile çarpılır. Araçta ters çevirdiğin basamağa çarpan olarak −1 yazman yeterli.

Entalpi değişimi eksi çıkarsa ne anlama gelir?

Tepkime ekzotermiktir, yani çevreye ısı verir; yanma tepkimelerinin hepsi böyledir. Artı çıkarsa endotermiktir ve tepkime ilerlemek için ısı alır; suyun elektrolizi ve kireç taşının ayrışması bu türdendir.