Tepkimelerde Isı Değişimi ve Oluşum Entalpisi

Kalorimetrenin ortasındaki kürede hidrojen ve oksijen molekülleri birleşip su oluşturuyor; küreden yayılan turuncu dalgalar açığa çıkan ısıdır. Çevredeki su ısınır, termometre yükselir. 1 mol sıvı su oluşurken $286\ \text{kJ}$ ısı açığa çıkıyorsa 2 mol suda ne olur, 9 gramda ne olur? Bu ısıyı tepkimenin entalpi değişimi söyler.

Isınma

Başlamadan: ısı, mol ve element

Puansız. Takıldığın yer olursa ön koşul konuya göz at.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Buzun erimesi için hangisi doğrudur?

Açıklama

Erime ve buharlaşma ısı alır; donma ve yoğuşma ısı verir. Tepkimelerde de ısı ya alınır ya verilir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

9

gram su kaç moldür? (

\text{H}_2\text{O} = 18\ \text{g/mol}

)

Açıklama

$n = \dfrac{m}{M} = \dfrac{9}{18} = 0{,}5\ \text{mol}$ . Bilgi gerekirse: Mol Kavramı.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdakilerden hangisi bir elementtir?

Açıklama

Ozon yalnız oksijen atomlarından oluşur; oksijen elementinin bir allotropudur. Element molekülü olması onu bileşik yapmaz.

Temel

Isı veren ve ısı alan tepkimeler

1. Isı Veren Tepkime Ekzotermik, Isı Alan Tepkime Endotermiktir

Tepkimeye giren ve çıkan maddeler sistem, geri kalan her şey ortamdır. Isı sistemden ortama geçiyorsa ortam ısınır; ortamdan sisteme geçiyorsa ortam soğur.

Levhada iki tepkime kabı var. Soldaki kaptan ortama ısı okları çıkıyor ve termometre yükseliyor: ekzotermik. Sağdaki kap ortamdan ısı çekiyor ve termometre düşüyor: endotermik.

2. Tepkime Entalpisi: Ürünler Eksi Girenler

Bir maddenin sabit basınçta taşıdığı ısı içeriğine entalpi ( $H$ ) denir. Mutlak değeri ölçülemez; ölçülen, tepkimedeki değişimidir.

Girenler ( $\text{N}_2 + 3\text{H}_2$ ) üst rafta, ürünler ( $2\text{NH}_3$ ) alt rafta duruyor; aradaki düşey ok $\Delta H$ ’dir. Ok aşağı iniyor: $\Delta H = -92\ \text{kJ} < 0$ . Anahtarla tepkimeyi ters çevir: raflar yer değiştirir, ok yukarı döner, $\Delta H$ ’nin yalnız işareti değişir.

Ekzotermikte ürünlerin entalpisi düşüktür (

\Delta H < 0

); endotermikte yüksektir (

\Delta H > 0

Örnek

kolay

Isıyı denklemin hangi yanına yazarsın?

$\text{N}_2(\text{g}) + 3\text{H}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{NH}_3(\text{g})$ , $\Delta H = -92\ \text{kJ}$

Tepkime ekzotermik mi, endotermik mi? Isıyı denkleme terim olarak yaz. Girenlerin mi, ürünlerin mi toplam entalpisi büyüktür?

$\Delta H < 0$ : tepkime ısı verir, yani ekzotermiktir.

Açığa çıkan ısı ürünler yanına, işaretsiz yazılır: $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \longrightarrow 2\text{NH}_3 + 92\ \text{kJ}$ .

$\Delta H = H_{\text{ürünler}} - H_{\text{girenler}} = -92$ olduğundan $H_{\text{girenler}}$ , $H_{\text{ürünler}}$ ’den $92\ \text{kJ}$ büyüktür.

Sonuç

Ekzotermik; ısı ürünler yanında; girenlerin entalpisi büyüktür.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Isı alan bir tepkime için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Açıklama

Endotermikte $\Delta H = H_{\text{ürünler}} - H_{\text{girenler}} > 0$ ; alınan ısı ürünlerin entalpisini yükseltir.

3. Potansiyel Enerji Grafiğinde ΔH, İki Düzlüğün Farkıdır

Tepkime ilerlerken taneciklerin potansiyel enerjisi önce yükselir, en tepede aktifleşmiş kompleks oluşur, sonra ürün düzeyine iner. $\Delta H$ yalnız başlangıç ve bitiş düzeylerine bağlıdır.

Bir bilye potansiyel enerji tepesinin üzerinden geçiyor: soldaki düzlük girenler, tepe aktifleşmiş kompleks, sağdaki düzlük ürünler. Sürgüyle tepeyi yükseltip alçalt: $E_a$ değişir, iki düzlük arasındaki $\Delta H$ oku ( $20 - 50 = -30\ \text{kJ}$ ) hiç değişmez.

Girenler

50\ \text{kJ}

, ürünler

20\ \text{kJ}

\Delta H = 20 - 50 = -30\ \text{kJ}

. Girenlerden tepeye uzanan

E_a = 60\ \text{kJ}

ise ileri aktifleşme enerjisidir.

Örnek

kolay

Grafikten ΔH okuma

Bir tepkimenin potansiyel enerji grafiğinde girenler $30\ \text{kJ}$ , aktifleşmiş kompleks $95\ \text{kJ}$ , ürünler $75\ \text{kJ}$ düzeyindedir. $\Delta H$ kaç kJ’dir? Tepkime ısı alır mı, verir mi?

$\Delta H$ yalnız iki düzlüğün farkıdır: $\Delta H = 75 - 30 = +45\ \text{kJ}$ .

$\Delta H > 0$ : ürünler yukarıda, tepkime ısı alır; ısı girenler yanına yazılır.

Tepe değeri ( $95$ ) yalnız aktifleşme enerjisinde kullanılır: $E_a = 95 - 30 = 65\ \text{kJ}$ . Bunu $\Delta H$ sanma.

Sonuç

$\Delta H = +45\ \text{kJ}$ ; tepkime endotermiktir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Potansiyel enerji grafiğinde girenler

50\ \text{kJ}

, tepe

110\ \text{kJ}

, ürünler

20\ \text{kJ}

ise

\Delta H

kaç kJ’dir?

Açıklama

$\Delta H = 20 - 50 = -30\ \text{kJ}$ ; tepkime ekzotermiktir. Aktifleşme enerjisinin ayrıntısı Tepkime Hızları sayfasında.

Orta

Madde miktarı ve standart oluşum entalpisi

4. ΔH, Denklemdeki Mol Sayılarıyla Orantılıdır

$\Delta H$ denklemde yazılan mol sayıları içindir. Madde miktarı kaç katına çıkarsa ısı da o kadar katına çıkar.

Kalorimetrede oluşan her $\tfrac{1}{2}$ mol su yandaki yığına bir ısı paketi ( $143\ \text{kJ}$ ) bırakıyor. $1$ mol suda iki paket, $2$ mol suda dört paket birikir: mol sayısı iki katına çıkınca ısı da iki katına çıkar. Sürgüyle mol sayısını değiştir ve göstergede $Q = n \cdot 286\ \text{kJ}$ ’yi oku.

\text{H}_2(\text{g}) + \tfrac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{s})

\Delta H = -286\ \text{kJ}

: açığa çıkan ısı oluşan su ile doğru orantılıdır.

Örnek

orta

Ters çevirme ve gramdan ısı

$\text{H}_2(\text{g}) + \tfrac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{s})$ , $\Delta H = -286\ \text{kJ}$

a) $2\text{H}_2\text{O}(\text{s}) \longrightarrow 2\text{H}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g})$ tepkimesinin $\Delta H$ değeri kaç kJ’dir?

b) $4{,}5$ gram sıvı su oluşurken kaç kJ ısı açığa çıkar? ( $\text{H}_2\text{O} = 18\ \text{g/mol}$ )

a) Denklem ters çevrildi (işaret değişir) ve $2$ ile çarpıldı: $\Delta H = 2 \cdot (+286) = +572\ \text{kJ}$ .

b) Mol sayısı: $n = \dfrac{4{,}5}{18} = 0{,}25\ \text{mol}$ .

$1$ mol su için $286\ \text{kJ}$ ise $0{,}25$ mol için $0{,}25 \cdot 286 = 71{,}5\ \text{kJ}$ .

Sonuç

a) $+572\ \text{kJ}$ b) $71{,}5\ \text{kJ}$ ısı açığa çıkar.

5. Standart Oluşum Entalpisi: Elementlerden 1 Mol Bileşik

Standart koşullar $25\,^\circ\text{C}$ ve $1\ \text{atm}$ ’dir. Bir elementin bu koşullardaki en kararlı fiziksel hâli ve allotropu onun standart hâlidir.

Sıfır düzeyindeki zemine bak: $\text{H}_2(\text{g})$ , $\text{O}_2(\text{g})$ , $\text{C}(\text{grafit})$ ve $\text{Br}_2(\text{s})$ tam zeminde durur. Ozon, elmas ve brom buharı zeminin biraz üstünde asılı; onların oluşum entalpisi sıfır değildir.

Her bileşik sıfır zemininden aşağı ya da yukarı uzanan bir sütundur; sütunun boyu $\Delta H^\circ_{\text{ol}}$ ’dir. $\text{CO}_2$ en derine iner ( $-393{,}5$ ), $\text{NO}$ ise zeminin üstüne çıkar ( $+90{,}3$ ).

Bazı standart oluşum entalpileri (

\text{kJ/mol}

). Aynı maddenin sıvısı ile gazının değeri farklıdır.

Örnek

orta

Hangisi oluşum tepkimesi?

I. $2\text{H}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O}(\text{s})$

II. $\text{C}(\text{elmas}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{CO}_2(\text{g})$

III. $\tfrac{1}{2}\text{N}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{NO}_2(\text{g})$

IV. $\text{CO}(\text{g}) + \tfrac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{CO}_2(\text{g})$

Hangi tepkimenin $\Delta H^\circ$ değeri, oluşan bileşiğin $\Delta H^\circ_{\text{ol}}$ değerine eşittir?

Üç şartı sırayla dene: girenler yalnız element, elementler standart hâlde, ürün $1$ mol.

I: $2$ mol su oluşuyor; $\Delta H = 2\,\Delta H^\circ_{\text{ol}}(\text{H}_2\text{O})$ . Uymaz.

II: Karbonun standart hâli grafittir, elmas değil. Uymaz.

III: Elementler standart hâlde, $1$ mol $\text{NO}_2$ oluşuyor. Uyar. IV: $\text{CO}$ bir bileşiktir. Uymaz.

Sonuç

Yalnız III.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdakilerden hangisinin standart oluşum entalpisi sıfırdır?

Açıklama

Karbonun $25\,^\circ\text{C}$ ve $1\ \text{atm}$ ’deki en kararlı allotropu grafittir; $\Delta H^\circ_{\text{ol}} = 0$ .

6. Oluşum Entalpilerinden Tepkime Entalpisi

Girenleri zihnen elementlerine ayır, elementlerden ürünleri kur. İki adımın toplamı ürünlerin oluşum entalpileri eksi girenlerinkidir.

$\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \longrightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}(\text{s})$ tepkimesinde girenler kefesinin altında bir $\text{CH}_4$ sütunu ( $-75$ ) var; iki $\text{O}_2$ kefede, sıfırda duruyor. Ürünler kefesinin altında $\text{CO}_2$ ( $-394$ ) ve iki $\text{H}_2\text{O}$ ( $-286$ ) sütunu uç uca eklenir: toplam $-966$ . İki ucun farkı olan ok $\Delta H^\circ = -891\ \text{kJ}$ ’dir.

Etanolün yanması:

\Delta H^\circ = (-1646) - (-278) = -1368\ \text{kJ}

Örnek

orta

Pozitif oluşum entalpili ürün

Nitrik asit üretiminin ilk basamağı:

$4\text{NH}_3(\text{g}) + 5\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow 4\text{NO}(\text{g}) + 6\text{H}_2\text{O}(\text{g})$

Standart oluşum entalpileri ( $\text{kJ/mol}$ ): $\text{NH}_3(\text{g})$ için $-46$ ; $\text{NO}(\text{g})$ için $+90$ ; $\text{H}_2\text{O}(\text{g})$ için $-242$ . Tepkimenin $\Delta H^\circ$ değeri kaç kJ’dir?

Ürünler: $4 \cdot (+90) + 6 \cdot (-242) = 360 - 1452 = -1092$ .

Girenler: $4 \cdot (-46) + 5 \cdot 0 = -184$ . $\text{O}_2$ standart hâlde elementtir.

$\Delta H^\circ = -1092 - (-184) = -908$ . Çıkarmada eksiyi eksiyle çarpmayı unutma.

Sonuç

$\Delta H^\circ = -908\ \text{kJ}$

Örnek

orta

Bilinmeyen oluşum entalpisini bulma

$\text{C}_2\text{H}_4(\text{g}) + \text{H}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{C}_2\text{H}_6(\text{g})$ , $\Delta H^\circ = -137\ \text{kJ}$

$\Delta H^\circ_{\text{ol}}(\text{C}_2\text{H}_6) = -85\ \text{kJ/mol}$ olduğuna göre eten ( $\text{C}_2\text{H}_4$ ) gazının standart oluşum entalpisi kaç kJ/mol’dür?

Kuralı yaz: $-137 = (-85) - [\,x + 0\,]$ ; $\text{H}_2$ elementtir.

$x = -85 + 137 = +52$ .

Sağlama: $(-85) - (+52) = -137$ . Uyar.

Sonuç

$\Delta H^\circ_{\text{ol}}(\text{C}_2\text{H}_4) = +52\ \text{kJ/mol}$

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

2\text{NO}(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{NO}_2(\text{g})

için

\Delta H^\circ

kaç kJ’dir? (

\Delta H^\circ_{\text{ol}}

\text{NO} = +90

\text{NO}_2 = +33\ \text{kJ/mol}

)

Açıklama

$\Delta H^\circ = 2(33) - [2(90) + 0] = 66 - 180 = -114\ \text{kJ}$ .

İleri

Birleşik sorular ve tuzaklar

7. Önce ΔH, Sonra Madde Miktarı

Sınav sorusu çoğu zaman iki adımlıdır: oluşum entalpilerinden $\Delta H$ ’yi bul, sonra verilen kütle ya da mol için orantı kur.

Örnek

zor

Kamp ocağında propan

Kamp ocağında propan yanıyor:

$\text{C}_3\text{H}_8(\text{g}) + 5\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow 3\text{CO}_2(\text{g}) + 4\text{H}_2\text{O}(\text{s})$

Standart oluşum entalpileri ( $\text{kJ/mol}$ ): $\text{C}_3\text{H}_8(\text{g})$ için $-104$ ; $\text{CO}_2(\text{g})$ için $-394$ ; $\text{H}_2\text{O}(\text{s})$ için $-286$ . Bir tencere suyu kaynatmak için $444{,}4\ \text{kJ}$ ısı gerekiyor. Isının tamamı suya geçerse kaç gram propan yakılmalıdır? ( $\text{C}_3\text{H}_8 = 44\ \text{g/mol}$ )

Ürünler: $3(-394) + 4(-286) = -1182 - 1144 = -2326$ .

$\Delta H^\circ = -2326 - (-104) = -2222\ \text{kJ}$ ; $1$ mol propan $2222\ \text{kJ}$ verir.

Gereken mol: $n = \dfrac{444{,}4}{2222} = 0{,}2\ \text{mol}$ .

Kütle: $0{,}2 \cdot 44 = 8{,}8\ \text{g}$ .

Sonuç

$8{,}8$ gram propan.

Örnek

zor

Raylarda termit kaynağı

Demiryolu raylarının kaynağında alüminyum tozu ile demir(III) oksit tepkimeye girer; oluşan erimiş demir rayları birleştirir:

$2\text{Al}(\text{k}) + \text{Fe}_2\text{O}_3(\text{k}) \longrightarrow \text{Al}_2\text{O}_3(\text{k}) + 2\text{Fe}(\text{k})$

Standart oluşum entalpileri ( $\text{kJ/mol}$ ): $\text{Al}_2\text{O}_3(\text{k})$ için $-1676$ ; $\text{Fe}_2\text{O}_3(\text{k})$ için $-824$ . $168$ gram demir oluştuğunda kaç kJ ısı açığa çıkar? ( $\text{Fe} = 56\ \text{g/mol}$ )

$\text{Al}$ ve $\text{Fe}$ standart hâlde elementtir; oluşum entalpileri sıfırdır.

$\Delta H^\circ = (-1676 + 0) - (-824 + 0) = -852\ \text{kJ}$ . Bu değer $2$ mol $\text{Fe}$ içindir.

$168\ \text{g}$ demir: $\dfrac{168}{56} = 3\ \text{mol}$ .

$2$ mol $\text{Fe}$ için $852\ \text{kJ}$ ise $3$ mol için $\dfrac{3}{2} \cdot 852 = 1278\ \text{kJ}$ .

Sonuç

$1278\ \text{kJ}$ ısı açığa çıkar.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

2\text{CO}(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{CO}_2(\text{g})

\Delta H = -566\ \text{kJ}

14

gram

\text{CO}

yanınca kaç kJ ısı açığa çıkar? (

\text{CO} = 28\ \text{g/mol}

)

Açıklama

$n = \dfrac{14}{28} = 0{,}5\ \text{mol}$ . $2$ mol için $566$ ise $0{,}5$ mol için $\dfrac{0{,}5}{2} \cdot 566 = 141{,}5\ \text{kJ}$ .

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

\text{C}(\text{grafit}) \longrightarrow \text{C}(\text{elmas})

için

\Delta H^\circ = +1{,}9\ \text{kJ}

\Delta H^\circ_{\text{ol}}(\text{CO}_2) = -393{,}5\ \text{kJ/mol}

’dür.

\text{C}(\text{elmas}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{CO}_2(\text{g})

için

\Delta H^\circ

kaç kJ’dir?

Açıklama

Grafitten elmas oluşumu elmasın oluşum tepkimesidir: $\Delta H^\circ_{\text{ol}}(\text{elmas}) = +1{,}9$ . $\Delta H^\circ = -393{,}5 - (+1{,}9) = -395{,}4\ \text{kJ}$ .

Özet

Bu konudan aklında kalacaklar

Ekzotermik: ısı verir, $\Delta H < 0$ , ısı ürünler yanında; ortam ısınır.
Endotermik: ısı alır, $\Delta H > 0$ , ısı girenler yanında; ortam soğur.
Tepkime entalpisi: $\Delta H = H_{\text{ürünler}} - H_{\text{girenler}}$ ; grafikte iki düzlüğün farkıdır, tepe değeri $\Delta H$ ’yi değiştirmez.
Katsayı kuralı: denklem $k$ ile çarpılırsa $\Delta H$ de $k$ ile çarpılır; ters çevrilirse işaret değişir.
Oluşum entalpisi: standart hâldeki elementlerden $1$ mol bileşik oluşurken $\Delta H^\circ_{\text{ol}}$ ; standart hâldeki elementler için $0$ .
Hesap: $\Delta H^\circ = \sum n\,\Delta H^\circ_{\text{ol}}(\text{ürünler}) - \sum n\,\Delta H^\circ_{\text{ol}}(\text{girenler})$ .
Tuzaklar: katsayıyı unutmak, elmas ve ozonu sıfır saymak, suyun sıvı ve gaz değerini karıştırmak.

Tepkimelerde Isı Değişimi ve Oluşum Entalpisi

LevhaTepkimelerde Isı Değişimi ve Oluşum EntalpisiTepkimelerde Isı Değişimi ve Oluşum Entalpisi

Başlamadan: ısı, mol ve element

Isı veren ve ısı alan tepkimeler

1. Isı Veren Tepkime Ekzotermik, Isı Alan Tepkime Endotermiktir

2. Tepkime Entalpisi: Ürünler Eksi Girenler

Isıyı denklemin hangi yanına yazarsın?

3. Potansiyel Enerji Grafiğinde ΔH, İki Düzlüğün Farkıdır

Grafikten ΔH okuma

Madde miktarı ve standart oluşum entalpisi

4. ΔH, Denklemdeki Mol Sayılarıyla Orantılıdır

Ters çevirme ve gramdan ısı

5. Standart Oluşum Entalpisi: Elementlerden 1 Mol Bileşik

Hangisi oluşum tepkimesi?

6. Oluşum Entalpilerinden Tepkime Entalpisi

Pozitif oluşum entalpili ürün

Bilinmeyen oluşum entalpisini bulma

Birleşik sorular ve tuzaklar

7. Önce ΔH, Sonra Madde Miktarı

Kamp ocağında propan

Raylarda termit kaynağı

Bu konudan aklında kalacaklar

Sınavda nasıl soruldu?

2026 AYTSoru 19

2025 AYTSoru 18

2023 AYTSoru 20

2019 AYTSoru 19

Özgün sorular

Özgün soru1

Özgün soru2

Özgün soru3

Özgün soru4