Sulu Çözeltideki İyonların Standart Oluşum Entalpileri Katı, sıvı veya gaz maddeleri içeren reaksiyonlara ilişkin entalpi değişim hesapları ve bir maddenin oluşum serbest enerjisi hakkında bilgi verdik. Fakat iyonik bir türün ortamdaki türlerle etkileşmeleri nedeni ile termodinamik parametrelerinde ne tür değişiklikler olacağına ilişkin herhangi birşeyden bahsetmedik. Bir iyon yoğun bir ortama konulacak olursa ortamdaki türlerle etkileşerek enerji değişimlerine neden olur. Oluşan çözeltideki iyon miktarına bağlı olarak reaksiyon ısıları değişim gösterir. Bunun nedeni; iyonların ortamdaki diğer iyonlarla etkileşmeye girmeleri veya çözücü ile farklı seviyelerdeki etkileşmelerinden kaynaklanır. Bu nedenle iyonlara ilişkin standart oluşum entalpileri değerleri sonsuz seyreltik çözeltileri için hesaplanır. Gazlar için ise; yüksek basınçlarda oluşabilecek fiziksel kuvvetler hesaplamaları olumsuz etkiler. 1.0 mol HCl gazının çok büyük miktardaki suda çözünmesini ele alalım. HCl tamamı iyonlaştığında H+ ve Cl- iyonlarının ikisi de hidrate olur. Reaksiyon; \rm HCl_{(g)} \; \rightarrow \; H_{(aq)}^+ \; + \; Cl_{(aq)}^- Buradaki (aq) sembolü iyonun büyük miktarda suda bulunduğunu gösterir. 25 oC de ortaya çıkan ısı 75.14 kJ dür. Böylece reaksiyon entalpi için \rm \Delta H_{298}^o =-75.14 \;kJ = \Big( \Delta H_{298}^o (H^+_{(aq)}) \; + \; \Delta H_{298}^o (Cl^-_{(aq)}) \Big) - \Delta H_{298}^o (HCl_{(g)}) yazabiliriz. Tablolardan \rm \Delta H_{298}^o (HCl_{(g)}) değeri - 92.30 kJ olarak bulunur. Eşitlik yeniden düzenlenirse \rm \Delta H_{298}^o (H^+_{(aq)}) \; + \; \Delta H_{298}^o (Cl^-_{(aq)}) = -75.14 \; kJ \; + (- 92.30 \; kJ) = -167.44 \;kJ değeri elde edilebilir. Bu değer sulu çözeltideki \rm H^+ \; ve Cl^- iyon çiftleri için standart oluşum entalpisi elde edilmiş olur. Ayrıca asit, baz ve tuz çözeltilerinin reaksiyon entalpilerinden yararlanılarak iyon gruplarının standart oluşum entalpileri benzer şekilde hesaplanabilir. HCl örneğinde de görüldüğü gibi elde edilen standart oluşum entalpisi iki iyonun birlikte ortaya koydukları \rm \Delta H_{298} ^o değeridir. Tek iyonların standart oluşum entalpilerini elde etmek isteyebiliriz. Birbirleriyle reaksiyon vermeyen elektrolitlerin seyreltik çözeltilerinde yapılan deneylerde, örneğin HCl ve KBr ün seyreltik çözeltileri karıştırıldığında hiç bir reaksiyon ısısı gözlenmez. Bu nedenle yeterince seyreltik çözeltilerin reaksiyon entalpilerinden yararlanılarak istenen iyonun reaksiyon entalpisi hesaplanması mümkün olabilir. Bununla beraber; pratik olarak tek bir iyon içeren reaksiyonlar mümkün olmadığından, iyonların standart oluşum entalpilerinin ölçülmesi mümkün olmaz. Bu nedenle ölçülen standart iyonlaşma entalpileri diğer iyonların standart oluşum entalpilerine bağlı kalır. Bu problemi çözmek için keyfi olarak seyreltik sulu çözeltideki H+ iyonunun oluşum entalpisi sıfır edilerek diğer iyonların standart iyonlaşma entalpileri hidrojen iyonuna göre dizilir. \rm \Delta H_{298}^o (H^+_{(aq)}) = 0.0 \; kJ Böylece Cl- iyonu için 25 oC standart oluşum entalpisi \rm \Delta H_{298}^o (H^+_{(aq)}) \; + \; \Delta H_{298}^o (Cl^-_{(aq)}) = -167.44 \;kJ \rm 0.0 \; kJ \; + \; \Delta H_{298}^o (Cl^-_{(aq)}) = -167.44 \;kJ \rm \Delta H_{298}^o (Cl^-_{(aq)}) = -167.44 \;kJ olarak hesaplanır. Farklı bir iyonun standart iyonlaşma entalpisi hesaplanmak istenirse, örneğin potasyum iyonunun standart iyonlaşma entalpisini hesaplamak istersek; \rm KCl_{(k)} \; \rightarrow \; K_{(aq)}^+ \; + \; Cl_{(aq)}^- Potasyum klorürün 25 oC deki sonsuz seyreltik çözeltisi için çözünme ısısı 17.18 kJ ve KCl(k) bu sıcaklıktaki standart oluşum ısısı - 435.87 kJ dür. Bu verilerden; \rm \Delta H_{298}^o =17.18 \;kJ = \Big( \Delta H_{298}^o (K^+_{(aq)}) \; + \; \Delta H_{298}^o (Cl^-_{(aq)}) \Big) - \Delta H_{298}^o (KCl_{(k)}) \rm \Delta H_{298}^o (K^+_{(aq)}) \; + \; \Delta H_{298}^o (Cl^-_{(aq)}) = 17.18 \; kJ \; + (- 435.87 \; kJ) = -418.69 \;kJ olarak elde edilebilir. Klorür iyonunun standart oluşum entalpisi -167.44 kJ olduğundan, potasyum iyonunun sonsuz seyreltik çözeltideki standart oluşum entalpisi \rm \Delta H_{298}^o (K^+_{(aq)}) = -418.69 \; kJ - (- 167.44 \; kJ)= -251.25\; kJ olarak hesaplanır. Bu sonuç 25 oC de hidrojen iyonunun sonsuz seyreltik çözeltisindeki standart oluşum entalpisinin sıfır olarak kabul edilmesinin bir sonucu olduğu unutulmamalıdır. Standart oluşum entalpilerinin nasıl kullanıldığını anlamak için Ca+2 iyonlarının bulunduğu çözeltiden CO2 geçirdiğimizi düşünelim. Bu durumda yazacağımız tepkime \rm Ca^{+2}_{(aq)} \; + \; CO_{2(g)} \; + \; H_2O_{(s)} \; \rightarrow \; CaCO_{3(k)} \; + \; 2H_{(aq)}^+ olacaktır. Tepkime için; \rm \Delta H_{298} ^o = \Big( \Delta H_{298}^o (CaCO_{3(k)}) + 2 \Delta H_{298}^o (H^+_{(aq)}) \Big) - \Big( \Delta H_{298}^o (Ca^{+2}_{(aq)}) + \Delta H_{298}^o (CO_{2(g)}) + \Delta H_{298}^o (H_2O_{(s)}) \Big) yazabiliriz. Tablo değerlerinden yararlanarak; \rm \Delta H_{298} ^o = \Big( (-1206.87 \; kJ ) + 2 (0.0 \; kJ) \Big) - \Big( (-542.96 \; kJ) + (-393.51 \; kJ) + (-285.84 \; kJ) \Big) = +15.44 \; kJ olarak elde edilir.