Bir bağı kırmak her zaman enerji gerektirir, yeni bir bağ oluşurken ise enerji açığa çıkar; bir tepkimenin ısı alıp vermesi bu iki miktarın hangisinin büyük olduğuna bağlıdır.
Bağ Enerjileri konusu, tepkime entalpisini kırılan bağların enerjileri toplamından oluşan bağların enerjileri toplamını çıkararak hesaplamayı öğretir. Çıkarmanın yönü önemlidir; ters sırayla yapıldığında sonuç doğru büyüklükte ama yanlış işaretle bulunur. Ortalama bağ enerjileri kullanıldığı için bu yolla bulunan sonuçlar yaklaşık değerlerdir.
Sorular bilinmeyen bir bağ enerjisini bulmayı, tepkimenin ekzotermik mi endotermik mi olduğunu belirlemeyi ve oluşan madde başına ısı değişimini değerlendiren öncüllü yargıları içerir.
Örnek sorular
Bir şık seç, doğru mu değil mi hemen görürsün — hiçbir şey kaydedilmez, hesap gerekmez.
1. soruKolay
H2(g)+21O2(g)→H2O(g) tepkimesinin ΔH∘ değeri negatiftir.
Bu bilgiye göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
Cevabı göster
Cevap: B — Oluşan bağ enerjileri toplamı, kırılan bağ enerjileri toplamından büyüktür.
Kısaca — Tepkimenin ekzotermik olması sebebiyle oluşan bağ enerjileri toplamı, kırılan bağ enerjileri toplamından büyüktür. Kimyasal tepkimelerde bağ enerjileri üzerinden entalpi değişimi ΔH=∑Ekırılan bag˘lar−∑Eolus¸an bag˘lar formülüyle hesaplanır. Tepkimenin ΔH∘ değerinin negatif olması, ∑Ekırılan−∑Eolus¸an<0 eşitsizliğini doğurur. Bu bağıntı düzenlendiğinde ∑Eolus¸an>∑Ekırılan sonucu elde edilir; yani açığa çıkan enerji harcanan enerjiden fazladır. Oluşum entalpisi bağıntısıyla (ürünler eksi girenler) bağ enerjisi bağıntısını karıştıran öğrenciler kırılan bağların daha büyük olduğu yanılgısına kapılabilir.
2. soruOrta
H2(g)+Cl2(g)→2HCl(g) tepkimesinde ortalama bağ enerjileri şöyledir:
H−H=436kJ/mol,Cl−Cl=243kJ/mol,H−Cl=432kJ/mol
Buna göre,
I. Tepkimenin ΔH değeri +185kJ’dir.
II. 1 mol HCl oluşurken 92,5kJ ısı açığa çıkar.
III. Oluşan bağ enerjileri toplamı, kırılan bağ enerjileri toplamından büyüktür.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Cevabı göster
Cevap: A — II ve III
Kısaca — Tepkimenin ekzotermik olması ve 1molHCl oluşurken 92,5kJ ısı açığa çıkması doğru olduğundan II ve III ifadeleri doğrudur. Tepkime entalpisi kırılan bağlar ile oluşan bağların enerjileri farkından hesaplanır: ΔH=[E(H−H)+E(Cl−Cl)]−2E(H−Cl)=(436+243)−2(432)=679−864=−185kJ. Entalpi değişimi negatif (−185kJ) olduğundan tepkime ekzotermiktir; +185kJ olduğunu belirten I. ifade yanlıştır. Denklemde 2molHCl oluşurken 185 kJ ısı açığa çıktığına göre, 1molHCl oluşumunda 2185=92,5kJ ısı açığa çıkar (II doğru). ΔH<0 olduğu için oluşan bağların enerjileri toplamı (864 kJ), kırılan bağların enerjileri toplamından (679 kJ) büyüktür (III doğru).
3. soruOrta
CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g) tepkimesinin entalpi değişimi ΔH=−102kJ/mol olarak ölçülmüştür. Bağ enerjileri; C−H için 413 kJ/mol,Cl−Cl için 242 kJ/mol ve H−Cl için 431 kJ/mol olarak verilmiştir. Buna göre C−Cl bağ enerjisi kaç kJ/mol olur?
Cevabı göster
Cevap: A — 326
Kısaca — C—Cl bağının enerjisi 326 kJ/mol olarak bulunur.
Metandaki değişmeyen 3 adet C—H bağını denklemden çıkararak doğrudan değişen bağlar üzerinden işlem yapabiliriz. Kırılan bağlar 1 mol C—H (413 kJ) ve 1 mol Cl—Cl (242 kJ) olup toplamı 413+242=655kJ dir. Oluşan bağlar ise 1 mol C—Cl (x) ve 1 mol H—Cl (431 kJ) olup toplamı (x+431)kJ eder. Formülde yerine yazarsak ΔH=∑Kırılan−∑Olus¸an⇒−102=655−(x+431) eşitliğini kurarız. Buradan x+431=757 ve x=326kJ/mol bulunur. Seçeneklerdeki 757, oluşan bağların toplam enerjisidir ve işlemde son adımı unutan öğrencileri çeldirmek için konulmuştur.
Cepte soru çöz, bağımsız bir çalışma uygulamasıdır; hiçbir sınav kurumu, okul ya da resmî kurumla bağlantılı, bunlarca desteklenen veya onaylanan bir uygulama değildir.
AYT (Alan Yeterlilik Testi), Yükseköğretim Kurumları Sınavı (YKS) kapsamında ÖSYM tarafından düzenlenen resmî bir sınavın ikinci oturumudur. Bu uygulama ÖSYM ile bağlantılı değildir.
Uygulamadaki tüm sorular ve metinler Cepte soru çöz için özgün olarak hazırlanmıştır; hiçbir resmî sınavdan alınmamıştır.