Termokimyasal Eşitlikler Kimyasal reaksiyon eşitliklerinin termokimyasal işin hesaplanabilmesi için ayrıntılı şekilde yazılması gerekir. Reaksiyon ısısının büyüklüğü reaktif ve ürünün katı, sıvı ve gaz olmasına göre değişiklik gösterir. Bazen daha da dikkatli tanımlamalar gerekebilir. örneğin reaksiyonda karbon yer alıyorsa karbonun hangi formundan (grafit, elmas) söz ettiğimizi belirtmeliyiz. Özellikle su gibi bir tür reaksiyonda yer alıyorsa sıvı mı yoksa gaz mı olduğunu dikkatli şekilde belirtmeliyiz. Termokimyasal tepkimelerde dikkat edilmesi gereken diğer bir durum reaksiyonda reaktif ve ürünlerin bazılarının stokiyometrik katsayılarının kesirli gözükmesidir. Örneğin 1 mol suyun oluşumu ile ilgileniyorsak, reaksiyonun entalpi değişimi; \rm H_{2(g)} \;+ \; {1 \over 2 } O_{2(g)} \; \rightarrow \; H_2O{(s)} \qquad \qquad \Delta H = - 285.84 \; kJ Reaksiyon 2 mol suyun oluşumu için yazılacaksa çıkan ısı da iki kat fazla olacaktır. \rm 2H_{2(g)} \;+ \; O_{2(g)} \; \rightarrow \; 2H_2O{(s)} \qquad \qquad \Delta H = - 571.68 \; kJ Yanma reaksiyonlarında genellikle reaksiyon 1.0 mol maddenin yanması için yazılır. Benzenin yanması için reaksiyon denklemini yazacak olursak; \rm C_6H_{6(g)} \;+ \; {15 \over 2 } O_{2(g)} \; \rightarrow \; 6 CO_{2(g)} \; + \; 3H_2O{(s)} \qquad \qquad \Delta H = - 3301.51 \; kJ Verilmesi gereken diğer bir bilgi ise reaksiyonun gerçekleştirildiği sıcaklık ve basınç bilgisidir. 1 atm. ve 25 oC de gerçekleştirilen reaksiyon için ortaya çıkan entalpi büyüklüğü belirtilirken bu iki parametre indis olarak termodinamik büyüklükle birlikte belirtilir. Fakat 1 atm. üst indis genellikle referans veya standart hal gösterir. Bu nedenle indis sıfır olarak gösterilir. \rm H_{2(g)} \;+ \; {1 \over 2 } O_{2(g)} \; \rightarrow \; H_2O{(s)} \qquad \qquad \Delta H_{298}^o = - 285.84 \; kJ Reaksiyon Isılarının Dolaylı Yoldan Belirlenmesi Doğrudan kalorimetre çalışması yapmaya uygun olmayan tepkimeler için iç enerji ve entalpi değişimleri dolaylı yolla belirlenir. Bunun için 1840 yılınca Hess orjinal bir yöntem öne sürmüştür. Bu yöntem Hess Yasası olarak adlandırılır. Hess Yasası göre; Kimyasal bir reaksiyonun başlangıç ve son durumu arasındaki entalpi farkı, ara kademelere ilişkin entalpi farklarının toplamıdır. Entalpi değişiminin dolaylı yoldan belirlenmesi için grafitin elmasa dönüşümünü ele alalım. \rm C_{(grafit)} \; \rightarrow \; C_{(elmas)} \quad \quad \Delta H_{298}^o = ? Kalorimetrik çalışmalarla elmas ve grafitin yanma entalpisi ayrı ayrı belirlenebilir. \rm C_{(grafit)} \; + O_{2(g)} \rightarrow \; CO_{2(gaz)} \quad \quad \Delta H_{298}^o = -393.51 \; kJ \rm C_{(elmas)} \; + O_{2(g)} \rightarrow \; CO_{2(gaz)} \quad \quad \Delta H_{298}^o = -395.40 \; kJ Eğer ikinci reaksiyonu ters çevirirsek; \rm C_{(grafit)} \; + \rm O_{2(g)} \rm \rightarrow \; \rm CO_{2(g)} \rm \quad \quad \Delta H_{298}^o = -393.51 \; kJ \rm CO_{2(g)} \rm \; \rightarrow \; C_{(elmas)} \; + \rm O_{2(g)} \rm \quad \quad \Delta H_{298}^o = + 395.40 \; kJ \rm \underline{ \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad } \rm C_{(grafit)} \; \rightarrow \; C_{(elmas)} \quad \quad \Delta H_{298}^o = +1.89 \; kJ Bu reaksiyonların entalpi değişimleri grafit ve elmasın yanma entalpileri arasındaki farka eşit olacaktır. Metanın elementlerinden oluşumu için; \rm CH_{4(g) } \; + \; 2O_{2(g)} \; \rightarrow \; CO_{2(g)} \; + \; 2H_2O_{(s)} \qquad \qquad \; \; \Delta H_{298}^o = -890.35 \; kJ \qquad \qquad (I) \rm H_{2(g) } \; + \; {1 \over 2}O_{2(g)} \; \rightarrow \; H_2O_{(s)} \qquad \qquad \qquad \qquad \; \; \; \; \; \Delta H_{298}^o = -285.84 \; kJ \qquad \qquad (II) \rm C_{(grafit) } \; + \; O_{2(g)} \; \rightarrow \; CO_{2(g)} \qquad \qquad \qquad \qquad \; \; \; \; \Delta H_{298}^o = -393.51 \; kJ \qquad \qquad (III) Denklem (I) ters çevrilirse, Denklem (II) 2 ile çarpılır ve Denklem (III) olduğu gibi bırakılırsa \rm CO_{2(g)} \rm \; + \; \rm 2H_2O_{(s)} \rm \; \rightarrow \; CH_{4(g) } \; + \; \rm 2O_{2(g)} \rm \qquad \qquad \; \; \Delta H_{298}^o = +890.35 \; kJ \qquad \qquad (I) \rm 2H_{2(g) } \; + \; \rm 2O_{2(g)} \rm \; \rightarrow \; \rm 2H_2O_{(s)} \rm \qquad \qquad \qquad \qquad \; \; \; \; \; \Delta H_{298}^o = - 571.68\; kJ \qquad \qquad (II) \rm C_{(grafit) } \; + \; O_{2(g)} \; \rightarrow \; \rm CO_{2(g)} \rm \qquad \qquad \qquad \qquad \; \; \; \; \Delta H_{298}^o = -393.51 \; kJ \qquad \qquad (III) \rm \underline{ \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad \qquad } \rm C_{(grafit)} \; + \; 2H_{2(s)} \; \rightarrow \; CH_{4(g) } \; \qquad \qquad \qquad \qquad \; \; \Delta H_{298}^o = -78.84 \; kJ \qquad \qquad