Kimyasal tepkimelerde enerji, çok farklı şekillerde gerçekleşebilmektedir. Bunlar arasında tepkimelerde ısı değişimi, endotermik tepkime, ekzotermik tepkime, oluşum entalpisi, standart oluşum entalpisi ve bağ enerjileri gibi çeşitli türler bulunmaktadır. Yazımızda sizler için hepsini detaylı şekilde formül ve simgeleriyle aktardık ve anlaşılması kolay olsun diye akıcı bir anlatıma özellikle yer vermeye çalıştık. İyi çalışmalar.
Kimyasal tepkimeler, taneciklerin arasında bulunan bağların kopup, yerine yeni bağların oluşması esasına dayanmaktadır. Bağların kopması ve yeni bağların meydana gelmesinde enerji akışı söz konusudur.
Tuz ve su gibi bileşik elementlerinden elde edilmesi gibi bütün kimyasal tepkimeler de enerji olmadan gerçekleşemez. Benzer olarak fiziksel olaylarda da aynı şekilde enerji değişimi gerçekleşmektedir. Erime, donma ve buharlaşma gibi değişimler: tuz, şeker ve alkolün suda ya da başka çözücülerde çözünmesi gibi fiziksel değişimler gerçekleşirken enerji akışı olmaktadır.
Isı sıcaklıkları, farklı maddeler arasında alınıp verilen enerjiye denmektedir. Tepkime fiziksel ya da kimyasal şekilde olabilir ve tepkime sırasında ısı ya alınır ya da verilir. Isı alınmasına veya verilmesine göre de tepkimeler şu şekilde olur;
Isı formunda enerjiyi yutan işlem ya da reaksiyon olarak tanımlanmaktadır. Tepkime için gereken enerji, çevreden ısı olarak alınmaktadır. Alının ısı da tepkimede girenler kısmında gösterilmektedir.
Erime ile buharlaşma gibi form değişimleri, şeker ve yemek tuzunun suda çözünmesi gibi fiziksel eylemler, endotermik tepkilere doğru birer örnektir.
Eğer tepkimede, ihtiyaçtan daha fazla enerji açığa çıkıyorsa, bu durumda bu enerji ısı olarak çevreye dağıtılır. Bu tür tepkimelere ekzotermik tepkime adı verilir. Ekzotermik tepkimelerde tepkimenin sonucunda kesin bir ısı kaybı meydana gelir. Verilen ısı, tepkimede ürünler bölümünde gösterilir.
Kuvvetli asitlerin suyla olan tepkimesi, çekirdekte oluşan fizyon tepkimesi, şimşek oluşumu, su oluşumu ve demirin paslanması, ekzotermik tepkimeye örnek olarak gösterilebilir.
Entalpi, maddelerde bulunan toplam enerjiyi temsil etmektedir. Fakat bir maddenin bulundurduğu toplam enerji miktarını, yani entalpi değerini ölçmek, fazlasıyla zordur. Bundan dolayı kimyasal tepkimelerde entalpi değişimi meydana gelmektedir. Tepkimelerde enerji, ısı şeklinde alınıp verildiği için, entalpi değişimi de, tepkimenin sonunda çevreden ne kadar ısı geldiğini ya da çevreye ne kadar ısı aktarıldığını belli eder.
Kimyasal tepkimelerin bütününde entalpi değişimi mevcuttur. Kimyasal bir tepkimede entalpi değişimi;
Sabit basıncın bulunduğu bir ortam içerisinde fiziksel veya kimyasal bir olaya eşlik eden ısı miktarına entalpi adı verilir. Entalpi, değeri direkt olarak ölçülemeyen bir hal fonksiyonudur. Yani entalpi gerçekleşen bir değişimde, ilk ve son durumda olan ısı arasındaki farkı belirtir. Bu nedenle entapli, ΔH sembolü ile gösterilmektedir. Entalpi değeri, normal koşullarda (25°C, tatm) hesaplanırsa bu değer standart oluşum entalpisidir ve ΔH0 sembolüyle ifade edilir.
Standart Oluşum Entalpisi;
Elementlerin standart koşullarda ve o koşullardaki kararlı hallerinde, oluşum entalpileri göreceli olarak sıfır olarak kabul edilir.
Örnek olarak, H2, 02, N2 standart koşullarda gaz halinde olduğundan bu elementlerin oluşum entalpilerini sıfır olarak kabul ederiz.
Standart şartlarda bir mol bileşiğinin elementlerinden oluşma sırasında oluşan ısı değişimine de molar oluşum ısısı ya da molar oluşma entalpisi denmektedir.
Atomların arasında bulunan kovalent bağın kırılması için gereken enerjiye bağ enerjisi adı verilir. Bağ enerjisi ΔHoB şeklinde gösterilir ve birimi de kj/mol'dür.
Bağ enerjisinin değerleri, 1mol gaz halinde bulunan iki atomlu moleküllerin standart koşullarda atomlarına ayrılması için bağa aktarılan enerji miktarına göre hesaplanmıştır.
Kimyasal bir bağın kırılması esnasında bağa aktarılan enerjiyle bu bağın meydana gelmesi sırasında açığa çıkan enerji miktarı aynıdır. Fakat bağın meydana gelmesi esnasında enerji açığa çıktığından dolayı entalpi değeri negatif, bağın kırılması için enerji gerektiğinden de entalpi değeri aynı zamanda pozitiftir. Tepkime sırasında bağa aktarılan enerji aynı zamanda da tepkime entalpisi olarak bilinir.
Bir tepkimede kırılan bağların tümünün enerjisiyle meydana gelen bağların toplam enerjisi arasında oluşan fark, tepkimenin entalpisini vermektedir.
ÖRNEK SORU:
Doğru Cevap: B (Isı veren tepkimeler ekzormetiktir. Ekzotermik tepkimelerde ΔH < 0="" ve="" değeri="" negatiftir.="">
ÖRNEK SORU:
CEVAP: D ŞIKKI (Oluşum ısısı, elementlerinden meydana gelmesiyle oluşur. I. Ve III. Öncülerinde bileşik elementlerinden meydana geldiği için tepkime ısısı, oluşum ısısına eşittir.
ÖRNEK SORU:
CEVAP: C ŞIKKI (Azot gazının yanması ve kolonyanın buharlaşması endotermik bir olaydır. ΔH > 0 olması iki olayın da ortak özelliğidir.)
