Bağ Enerjisi Kullanarak Tepkime Entalpi Değişimini Hesaplama

Görev 4

Bu soruda, verilen bağ enerjileri tablosunu ve kimyasal tepkimeyi kullanarak tepkimenin entalpi değişimini (\(\Delta H\)) hesaplamamız isteniyor.

Verilenler:

• Bağ enerjileri tablosu:
  • X-Y: 390 kJ/mol
  • Z-Z: 160 kJ/mol
  • X-Z: 283 kJ/mol
  • Y-Y: 435 kJ/mol
• Tepkime denklemi: \(2XY_3 + 3Z_2 \rightarrow 2XZ_3 + 3Y_2\)

Hesaplama Yöntemi:

Bir tepkimenin entalpi değişimi (\(\Delta H\)), kırılan bağların enerjileri toplamı ile oluşan bağların enerjileri toplamı arasındaki farka eşittir.

\(\Delta H = \sum (\text{Bağ Kırılma Enerjileri}) - \sum (\text{Bağ Oluşma Enerjileri})\)

Adım 1: Tepkimeye Giren Maddelerdeki Bağları Belirleme

Tepkime denklemine göre giren maddeler \(2XY_3\) ve \(3Z_2\)'dir.

• \(XY_3\) molekülü: Bu molekülde bir adet X atomu ve üç adet Y atomu bulunur. X atomu, üç Y atomuna tek bağlarla bağlıdır. Dolayısıyla, bir \(XY_3\) molekülünde 3 adet X-Y bağı vardır.
  • \(2XY_3\) molekülünde toplam X-Y bağı sayısı: \(2 \times 3 = 6\) adet X-Y bağı.
• \(Z_2\) molekülü: Bu molekülde iki adet Z atomu bulunur ve aralarında tek bir bağ vardır. Dolayısıyla, bir \(Z_2\) molekülünde 1 adet Z-Z bağı vardır.
  • \(3Z_2\) molekülünde toplam Z-Z bağı sayısı: \(3 \times 1 = 3\) adet Z-Z bağı.

Giren Bağların Toplam Enerjisi:

• 6 adet X-Y bağı enerjisi: \(6 \times 390 \text{ kJ/mol} = 2340 \text{ kJ/mol}\)
• 3 adet Z-Z bağı enerjisi: \(3 \times 160 \text{ kJ/mol} = 480 \text{ kJ/mol}\)
• Toplam Kırılan Bağ Enerjisi: \(2340 \text{ kJ/mol} + 480 \text{ kJ/mol} = 2820 \text{ kJ/mol}\)

Adım 2: Tepkime Sonucu Oluşan Maddelerdeki Bağları Belirleme

Tepkime denklemine göre oluşan maddeler \(2XZ_3\) ve \(3Y_2\)'dir.

• \(XZ_3\) molekülü: Bu molekülde bir adet X atomu ve üç adet Z atomu bulunur. X atomu, üç Z atomuna tek bağlarla bağlıdır. Dolayısıyla, bir \(XZ_3\) molekülünde 3 adet X-Z bağı vardır.
  • \(2XZ_3\) molekülünde toplam X-Z bağı sayısı: \(2 \times 3 = 6\) adet X-Z bağı.
• \(Y_2\) molekülü: Bu molekülde iki adet Y atomu bulunur ve aralarında tek bir bağ vardır. Dolayısıyla, bir \(Y_2\) molekülünde 1 adet Y-Y bağı vardır.
  • \(3Y_2\) molekülünde toplam Y-Y bağı sayısı: \(3 \times 1 = 3\) adet Y-Y bağı.

Oluşan Bağların Toplam Enerjisi:

• 6 adet X-Z bağı enerjisi: \(6 \times 283 \text{ kJ/mol} = 1698 \text{ kJ/mol}\)
• 3 adet Y-Y bağı enerjisi: \(3 \times 435 \text{ kJ/mol} = 1305 \text{ kJ/mol}\)
• Toplam Oluşan Bağ Enerjisi: \(1698 \text{ kJ/mol} + 1305 \text{ kJ/mol} = 3003 \text{ kJ/mol}\)

Adım 3: Entalpi Değişimini Hesaplama

\(\Delta H = \sum (\text{Bağ Kırılma Enerjileri}) - \sum (\text{Bağ Oluşma Enerjileri})\)
\(\Delta H = 2820 \text{ kJ/mol} - 3003 \text{ kJ/mol}\)
\(\Delta H = -183 \text{ kJ/mol}\)

Sonuç:

Tepkimenin entalpi değişimi -183 kJ/mol'dür.

Doğru Seçenek: A