MEB 11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 44 Cevapları
1.6. Etkinlik - Tepkime Entalpisini Neler Değiştirir?
Soru: 1. a) Tepkimede oluşan ürünün fiziksel hâlini katı (k) ve gaz (g) şeklinde aşağıdaki diyagramlar üzerindeki uygun yerlere yazınız. Cevap:
Sol diyagram: CO2(g)
Sağ diyagram: CO2(k)
Katı hâl, gaz hâline göre daha düşük potansiyel enerjiye sahip olduğundan sağdaki daha düşük enerji seviyesine CO2(k) yazılır.
Sol diyagram: CO2(g)
Sağ diyagram: CO2(k)
Katı hâl, gaz hâline göre daha düşük potansiyel enerjiye sahip olduğundan sağdaki daha düşük enerji seviyesine CO2(k) yazılır.
Soru: b) Kuru buz ve karbon dioksit gazının oluşumu sırasında açığa çıkan ısı miktarının büyüklüğünü tahmin ederek −393,5 kJ/mol ve −427,4 kJ/mol değerlerini diyagramlardaki uygun yerlere yazınız. Cevap:
Soldaki CO2(g) diyagramı: −393,5 kJ/mol
Sağdaki CO2(k) diyagramı: −427,4 kJ/mol
Kuru buzun oluşumunda enerji düzeyi daha fazla azaldığı için açığa çıkan enerji miktarı daha büyüktür ve ΔH değeri daha negatiftir.
Soldaki CO2(g) diyagramı: −393,5 kJ/mol
Sağdaki CO2(k) diyagramı: −427,4 kJ/mol
Kuru buzun oluşumunda enerji düzeyi daha fazla azaldığı için açığa çıkan enerji miktarı daha büyüktür ve ΔH değeri daha negatiftir.
Soru: 2. Bir tepkimenin entalpisi, tepkimenin gerçekleştiği ortamdaki sıcaklık ve basınca bağlı olarak değişir. Sabit bir hızla ısıtmak için tasarlanmış ve yakıt olarak propan (C3H8) kullanılan bir kamp ocağı, Antalya’da deniz kenarında ve Kayseri’de Erciyes Dağı’nın eteklerinde eşit süre çalıştırılsa açığa çıkan ısı miktarı aynı mı olur? Düşüncelerinizi yazınız. Örnek cevap: İki ortamda aynı miktarda ısı açığa çıkması zorunlu değildir. Deniz seviyesindeki Antalya ile daha yüksek rakımlı Erciyes çevresinin basınç ve sıcaklık değerleri farklıdır. Tepkime entalpisi bu koşullardan etkilenebileceğinden propanın yanması sonucu elde edilen ısı miktarı da değişebilir. Hangi ortamda farkın ne kadar olacağını belirlemek için ek deneysel verilere ihtiyaç vardır.
MEB 11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 45 Cevapları
1.6. Etkinlik - Tepkime Entalpisini Neler Değiştirir?
Soru: 3. Sinek kuşlarının çok fazla besin tüketmesinin gerekçesini tepken miktarı ile tepkime entalpisi arasında ilişki kurarak açıklayınız. Örnek cevap: Bir kimyasal tepkimede kullanılan madde miktarı çoğaldığında tepkimenin oluşturduğu toplam enerji değişimi de artar. Sinek kuşlarının hızlı metabolizması yüksek enerji tüketimine neden olur. Bu nedenle daha çok besin almaları, metabolik tepkimelerde daha fazla tepken kullanılmasını ve ihtiyaç duydukları toplam enerjinin sağlanmasını mümkün kılar.
Değerlendirme
Soru: Tepkime entalpisine etki eden faktörler nelerdir? Cevap: Tepkime entalpisi üzerinde maddelerin fiziksel hâlleri, ortam sıcaklığı, basınç ve tepkimeye katılan madde miktarı etkilidir. Madde miktarı değiştirildiğinde tepkimenin toplam entalpi değişimi de buna bağlı olarak değişir.
1.2. Uygulama Noktası
Soru: 1. Kuvvetli bir asit, oksitleyici ve aşındırıcı olan nitrik asit (HNO3); kimyasal gübre, ilaç, boya ve patlayıcı üretiminde kullanılan önemli bir ham maddedir. Nitrik asidin endüstriyel üretimi üç aşamalı bir süreçtir. Metin ve tepkime denklemlerinden yararlanarak soruları cevaplayınız. Cevap: A, B ve C tepkimeleri için tablodaki standart oluşum entalpileri kullanılarak hesaplamalar yapılmıştır.
Soru: a) Tablodaki standart oluşum entalpilerini kullanarak her bir tepkimede tepkenlerin ve ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamını hesaplayıp ilgili boşluğa yazınız. Cevap:
A:
Tepkenler: −184,4 kJ
Ürünler: −1089,6 kJ
B:
Tepkenler: +180,6 kJ
Ürünler: +66,4 kJ
C:
Tepkenler: −186,2 kJ
Ürünler: −179,7 kJ
A:
Tepkenler: −184,4 kJ
Ürünler: −1089,6 kJ
B:
Tepkenler: +180,6 kJ
Ürünler: +66,4 kJ
C:
Tepkenler: −186,2 kJ
Ürünler: −179,7 kJ
Soru: b) NH3 gazından nitrik asit üreten bir tesis tasarlayan kimya mühendisi, tesiste ısıtma işlemleri için gereken enerjinin bir kısmını üretim sürecindeki kimyasal tepkimelerden karşılamak istiyor. Tablodaki oluşum ısılarını kullanarak A, B ve C tepkimesi için standart tepkime entalpisini hesaplayınız, hangi tepkime ya da tepkimelerin ısı kaynağı olarak kullanılabileceğini belirleyiniz. Cevap:
A: −1089,6 − (−184,4) = −905,2 kJ
B: +66,4 − (+180,6) = −114,2 kJ
C: −179,7 − (−186,2) = +6,5 kJ
A ve B tepkimelerinde ΔH < 0 olduğundan bu iki tepkime çevreye ısı verir ve tesisin ısı gereksiniminin karşılanmasında değerlendirilebilir. C tepkimesi ise enerji alan endotermik bir tepkimedir.
A: −1089,6 − (−184,4) = −905,2 kJ
B: +66,4 − (+180,6) = −114,2 kJ
C: −179,7 − (−186,2) = +6,5 kJ
A ve B tepkimelerinde ΔH < 0 olduğundan bu iki tepkime çevreye ısı verir ve tesisin ısı gereksiniminin karşılanmasında değerlendirilebilir. C tepkimesi ise enerji alan endotermik bir tepkimedir.
MEB 11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 46 Cevapları
1.2. Uygulama Noktası
Soru: 2. Alevsiz ısıtma kitleri, özel olarak sızdırmaz biçimde paketlenmiş yiyeceklerin ısıtılması için genellikle askerler ve kampçılar tarafından kullanılır. Yiyecekleri ısıtmak için gereken ısı ekzotermik kimyasal tepkimelerden sağlanır. Metin ve tepkime denklemlerinden yararlanarak soruları cevaplayınız. Cevap: Verilen A ve B tepkimelerinin standart tepkime entalpileri karşılaştırılarak kullanım amaçlarına göre uygun kit belirlenebilir.
Soru: a) Tablodaki standart oluşum entalpilerini kullanarak her bir tepkimenin standart tepkime entalpisini hesaplayınız. Cevap:
A tepkimesi:
ΔH° = −924,7 − [2(−285,8)]
= −924,7 + 571,6
= −353,1 kJ
B tepkimesi:
ΔH° = −4120,8 − [3(−635,1) + (−1505,5)]
= −4120,8 − (−3410,8)
= −710 kJ
A tepkimesi:
ΔH° = −924,7 − [2(−285,8)]
= −924,7 + 571,6
= −353,1 kJ
B tepkimesi:
ΔH° = −4120,8 − [3(−635,1) + (−1505,5)]
= −4120,8 − (−3410,8)
= −710 kJ
Soru: b) Tepkimede açığa çıkan ısı miktarına göre alevsiz ısıtma kitinde hangi tepkimenin kullanılması daha uygundur? Cevap: Isı miktarı temel alındığında B tepkimesinin kullanılması daha uygundur. B tepkimesinin ΔH değeri −710 kJ olduğundan A tepkimesine göre daha büyük miktarda ısı açığa çıkarır.
Soru: c) A ve B tepkimelerine göre yaklaşık 160 kJ ısı üreten iki farklı alevsiz ısıtma kiti için belli özellikler aşağıdaki tabloda verilmiştir. Tablodaki verilere göre aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevap: Kitlerin farklı kullanım koşullarındaki avantajları tabloda verilen özellikler kullanılarak değerlendirilmiştir.
Soru: I. Yanıcı gazların varlığının tehlike oluşturabileceği hava araçları ya da acil durum sığınaklarında kullanılması düşünülen alevsiz ısıtma kiti için hangi tepkime, hangi özelliğine göre daha uygundur? Cevap: B tepkimesi tercih edilmelidir. Çünkü B tepkimesinde yanıcı gaz meydana gelmez. A tepkimesinde oluşan H2 gazı ise yanıcıdır ve kapalı alanlarda güvenlik riski oluşturabilir.
Soru: II. Denizaşırı yerler ya da yolu olmayan dağlık bölgeler gibi taşıma maliyetinin yüksek olduğu yerlerde kullanılması düşünülen alevsiz ısıtma kiti için hangi tepkime, hangi özelliğine göre daha uygundur? Cevap: Taşıma açısından A tepkimesine ait kit avantajlıdır. Yaklaşık aynı miktarda ısı üretmesine rağmen A kitinin kütlesi 23 g ve hacmi 45 cm³'tür. B kiti ise 97 g ve 126 cm³ olduğundan daha ağır ve daha hacimlidir.
Soru: III. Su tedarikinin zor olduğu bölgelerde kullanılması düşünülen alevsiz ısıtma kiti için hangi tepkime, hangi özelliğine göre daha uygundur? Cevap: B tepkimesi daha kullanışlıdır. Tabloda B tepkimesi için gereken su miktarı 0 g olarak verilmiştir. A tepkimesinin gerçekleşmesi için ise 16 g su gerektiğinden suyun sınırlı olduğu bölgelerde B kiti avantaj sağlar.
KİTABIN TÜM CEVAPLARI
Bütün tema, etkinlik ve sayfa cevaplarını 11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları ana sayfasında inceleyebilirsiniz.