Sorunun Çözümü: Tepkimeler ve Denge Üzerindeki Etkiler
Soru:
Kapalı bir kapta gerçekleşen tepkinin dengesi, sıcaklık değişimi ve basınç değişimi gibi dış faktörlere bağlı olarak yeniden şekillenir. Örnek tepki:
Bu tepki endotermik bir (ısı alan) reaksiyondur. Kap basıncı aynı sıcaklıkta azaltıldığında:
- I. NO_2(g)'nin mol sayısı
- II. N_2O_4(g) derişimi
- III. Derişimlerden dengesabit (K_c)
niceliklerinde meydana gelecek değişiklikler hakkında seçeneklerle yanıt verilmiş.
Sorunun Analizi
-
Basıncın Azaltılması:
Bir sistemdeki basınç azaltıldığında, gazların dengesi Le Chatelier prensibine göre yeniden düzenlenir. Sistem daha fazla gaz taneciği oluşturmaya çalışır.- Bu tepkinin molgaz sayısı farkı şu şekildedir:
$$\text{Ürünler (2 mol) - Reaktanlar (1 mol)} = 1\ \text{mol fazlalık.}$$
Basınç azalınca, ürünlerin sayısı arttırılmaya çalışılır çünkü hidrojen ve gibi moleküler dizisi tarafları NO artırılmaya çalışır.
- Bu tepkinin molgaz sayısı farkı şu şekildedir:
-
Endotermik Reaksiyon (ΔH > 0):
Sıcaklık değişimi verildiyse ΔH eklenmemesi chem, nature for @
Çözümün Devamı: Tepkiye Basınç ve Sıcaklık Etkisi
Burada sıcaklıktaki azalma değil, basıncın azalması inceleniyor. Kapalı bir sistemde basınç azaltıldığında gaz fazındaki tepkimelerde Le Chatelier prensibi uygulanır. Analiz ve doğru yanıt için ayrıntılara bakalım:
Tepkimede Basınç Değişimi ve Sonuçları
Tepki denklemi:
Le Chatelier prensibine göre:
- Basınç azalırsa, sistem gaz toplam miktarını artırmaya çalışır. Bu, daha fazla gaz molekülü içeren (tarafında) ürüne doğru kayar.
- Gaz miktarı ve derişim değişiklikleri:
- I. (NO_2 mol sayısı): Tepki ürünlere kayar → Artar.
- II. (N_2O_4 derişimi): Tepki ürünlere kayar → Azalır.
Denge sabiti (K_c):
- K_c yalnızca sıcaklık değişiminden etkilenir, basınçtan etkilenmez. Burada sıcaklık sabit tutulduğundan K_c değişmez.
Sonuç ve Seçenek Değerlendirmesi
Soruda verilen seçenekleri tek tek analiz edip doğru cevaba ulaşalım.
Seçenekler:
- A): I → Artar, II → Azalır, III → Değişmez (Doğru)
- B): I → Artar, II → Artar, III → Azalır (Hatalı, çünkü N_2O_4 azalır ve K_c değişmez)
- C): I → Azalır, II → Artar, III → Değişmez (Hatalı, çünkü NO_2 artar)
- D): I → Azalır, II → Azalır, III → Artar (Hatalı, çünkü hem ürün miktarını artıran tepkime hem de sıcaklık değişimi yok)
- E): I → Değişmez, II → Artar, III → Değişmez (Hatalı, çünkü gaz miktarında ürünler artar)
Doğru Cevap:
A şıkkı:
- I → Artar
- II → Azalır
- III → Değişmez
Bu analiz ile doğru cevaba ulaşılmıştır.
Bu tepkimede (N₂O₄(g) ⇄ 2 NO₂(g), ΔH>0) basınç düşürülmesi (yani kabın hacmini artırmak) sistemin daha fazla gaz molekülü oluşturan tarafa (sağa) kaymasına yol açar. Sonuç olarak:
• NO₂ miktarı (mol sayısı) artar.
• N₂O₄ derişimi azalır (çünkü N₂O₄’ün bir kısmı NO₂’ye dönüşür).
• Denge sabiti Kc ise yalnızca sıcaklığa bağlı olduğundan, sıcaklık sabit tutulduğu sürece değişmez.
Dolayısıyla doğru yanıt, “I → Artar, II → Azalır, III → Değişmez” seçeneğidir.