6.12 : Reaksiyon Entalpileri

Standart koşullar altında meydana gelen bir reaksiyonda, reaksiyonun standart entalpi değişimini hesaplamak için genel bir denklem kullanılır. Bu denklem, ürünlerin standart oluşum entalpilerinin toplamı ile reaktanların standart oluşum entalpilerinin toplamı arasındaki fark hesaplanarak çözülür, her biri stokiyometrik katsayısı ile çarpılır. Standart koşullar altında 4 mol karbondioksit gazı ve 2 mol su buharı oluşturmak üzere 2 mol asetilen gazının 5 mol oksijen gazı ile yanmasını düşünelim.

Reaksiyon entalpisi, karbondioksit gazı oluşum entalpisinin dört katı ve su buharı oluşum entalpisinin iki katı toplamı, eksi asetilen gazı oluşum entalpisinin iki katı ve oksijen gazı oluşum entalpisinin beş katının toplamına eşittir. Entalpi denklemi, iki kavramın birleştirilmesinden elde edilir:standart oluşum entalpisi ve Hess yasası. İlk terim, ürünlerin standart oluşum entalpilerini temsil eder;karbon ve oksijenden karbondioksit oluşumu denklem 1 ve hidrojen ve oksijenden su oluşumu denklem 2.

Karbondioksit ve su için bilinen standart oluşum entalpileri sırasıyla negatif 393, 5 kilojul ve negatif 241, 8 kilojul'dür. Yanma 4 mol karbondioksit ürettiğinden, delta H1, karbon dioksitin standart oluşum entalpisi çarpı 4, yani eksi 1574 kilojul olacaktır. Yanma ayrıca 2 mol su üretir, dolayısıyla entalpi değişimi delta H2 su standart oluşum entalpisi çarpı 2, yani eksi 483, 6 kilojul'dür.

Bu, ürünlerin net standart oluşum entalpisi olarak eksi 2058 kilojül değerini verir. İkinci terim, asetilenin karbon ve hidrojene ayrışmasını temsil eder denklem 3. Bu, reaktanın standart oluşum entalpisi reaksiyonunun tersidir ve dolayısıyla 227, 4 kilojul entalpi değerinden önce entalpi denkleminde de görülebilen negatif bir işaret gelir.

Reaksiyon 2 mol asetilen tükettiğinden, delta H3, standart asetilen oluşum entalpisi çarpı 2'nin negatifi eşittir eksi 453, 4 kilojul olacaktır. Oksijenin standart oluşum entalpisi sıfırdır. Bu nedenle, reaktanların net standart oluşum entalpisi eksi 453, 4 kilojul olacaktır.

Hess Yasasından hatırladığımız üzere, eğer tek adımlı bir reaksiyon birden fazla adımda gerçekleştirilirse, her adımın entalpilerinin toplamı net entalpi değişimine eşittir. Oluşum entalpilerinin değerlerinin denklemde yer alması reaksiyonun entalpisini eksi 2511 kilojul olarak verir.