Bağ Enerjileri ve Entalpi İlişkisi: AYT Kimya Konu Özeti

Question

Bağ enerjileri ve entalpi ilişkisini anlamakta zorlanıyorum. Formülleri biliyorum ama sorularda nasıl uygulayacağımı bilemiyorum. Bir de bu kavramların ne anlama geldiğini tam olarak oturtamadım.

Answer 1

⚛️ Bağ Enerjisi Nedir?

Kimyasal bir bağın kırılması veya oluşması sırasında gerçekleşen enerji değişimine bağ enerjisi denir. Bağ enerjisi, genellikle kJ/mol cinsinden ifade edilir. Bir bağ ne kadar güçlüyse, bağ enerjisi de o kadar yüksek olur.

• 🔑 Bağ Kırılması (Endotermik): Bir bağı kırmak için enerji gerekir. Bu nedenle bağ kırılması endotermik bir olaydır (ısı alan).
• 💥 Bağ Oluşumu (Ekzotermik): Bir bağ oluştuğunda enerji açığa çıkar. Bu nedenle bağ oluşumu ekzotermik bir olaydır (ısı veren).

🔥 Entalpi Değişimi (ΔH) ve Bağ Enerjisi İlişkisi

Bir reaksiyonun entalpi değişimi (ΔH), reaksiyonda kırılan ve oluşan bağların enerjileri arasındaki farktan hesaplanabilir.

ΔH = Σ(Kırılan Bağların Enerjileri) - Σ(Oluşan Bağların Enerjileri)

Bu formülde:

• ➕ Σ(Kırılan Bağların Enerjileri): Reaksiyona girenlerdeki (reaktanlar) kırılan tüm bağların enerjilerinin toplamıdır.
• ➖ Σ(Oluşan Bağların Enerjileri): Ürünlerdeki oluşan tüm bağların enerjilerinin toplamıdır.

Eğer ΔH değeri negatif ise reaksiyon ekzotermiktir (ısı veren). Eğer ΔH değeri pozitif ise reaksiyon endotermiktir (ısı alan).

📝 Örnek Hesaplama

Aşağıdaki reaksiyon için entalpi değişimini bağ enerjilerini kullanarak hesaplayalım:

H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g)

Verilen bağ enerjileri:

• 🔗 H-H: 436 kJ/mol
• 🔗 Cl-Cl: 242 kJ/mol
• 🔗 H-Cl: 431 kJ/mol

Hesaplama:

ΔH = [E(H-H) + E(Cl-Cl)] - [2 * E(H-Cl)]

ΔH = [436 kJ/mol + 242 kJ/mol] - [2 * 431 kJ/mol]

ΔH = 678 kJ/mol - 862 kJ/mol

ΔH = -184 kJ/mol

Bu durumda reaksiyon ekzotermiktir.

🎯 Bağ Enerjisi ile İlgili Dikkat Edilmesi Gerekenler

• 🌡️ Bağ enerjileri ortalama değerlerdir ve belirli bir sıcaklık ve basınçta geçerlidir.
• 📈 Rezonans yapıları ve diğer faktörler bağ enerjilerini etkileyebilir.
• 🧪 Poliatomik moleküllerde, aynı tür bağların enerjileri farklılık gösterebilir. Örneğin, su molekülündeki (H₂O) iki O-H bağının enerjileri tam olarak aynı olmayabilir.

❓ Soru Çözümü

Soru:

Aşağıdaki tepkimeye göre 0,2 mol C₂H₆ gazının tamamen yanması sonucu kaç kJ ısı açığa çıkar?

C₂H₆(g) + $rac{7}{2}$ O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(g)

Verilen ortalama bağ enerjileri (kJ/mol):

• C-H: 414
• O=O: 498
• C=O: 799
• O-H: 463
• C-C: 347

Çözüm:

Öncelikle reaksiyonda kırılan ve oluşan bağları belirleyelim:

Kırılan Bağlar:

• 1 tane C-C bağı
• 6 tane C-H bağı
• $rac{7}{2}$ tane O=O bağı

Oluşan Bağlar:

• 4 tane C=O bağı
• 6 tane O-H bağı

ΔH = Σ(Kırılan Bağların Enerjileri) - Σ(Oluşan Bağların Enerjileri)

ΔH = [1(347) + 6(414) + $rac{7}{2}$(498)] - [4(799) + 6(463)]

ΔH = [347 + 2484 + 1743] - [3196 + 2778]

ΔH = 4574 - 5974

ΔH = -1400 kJ/mol

Bu, 1 mol C₂H₆ için açığa çıkan ısı miktarıdır. 0,2 mol C₂H₆ için:

Isı = 0,2 mol * 1400 kJ/mol = 280 kJ

Cevap: 280 kJ ısı açığa çıkar.