X₂(g) + Y₂(g) leftharpoons 2XY(g)

X_{2}(g) + Y_{2}(g) rightleftharpoons 2XY(g)
1 L’lik kapalı bir kapta 0,1 mol X_{2}, 0,4 mol Y_{2} ve 0,4 mol XY gazları dengededir. Kaba 0,3 mol X_{2}(g) gazı ilave ediliyor.
Buna göre tekrar denge kurulduğunda Y_{2}(g) derişimi kaç molardır?
A) 0,1
B) 0,2
C) 0,3
D) 0,4
E) 0,5

Kimyasal Denge ve Le Chatelier İlkesi ile Derişim Hesabı

:light_bulb: KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Sıcaklık değişmediği sürece derişimler cinsinden denge sabiti (K_c) sabit kalır. Kaba bir madde eklendiğinde Le Chatelier İlkesi gereği sistem bu etkiyi azaltacak yöne (ürünler tarafına) kayarak yeniden dengeye ulaşır:

K_c = \frac{[\text{XY}]^2}{[\text{X}_2][\text{Y}_2]}

:brain: ÇÖZÜM ADIMLARI

Adım 1 — İlk Denge Durumundan Denge Sabitini (K_c) Bulma
Kap hacmi V = 1\text{ L} olduğundan mol sayıları doğrudan molariteye eşittir ([M] = \frac{n}{V}). İlk dengedeki derişimler yerine yazılarak K_c hesaplanır:

K_c = \frac{(0{,}4)^2}{0{,}1 \cdot 0{,}4} = \frac{0{,}16}{0{,}04} = 4

Adım 2 — Madde İlavesi ve Değişim Tablosu (RICE)
Kaba 0{,}3\text{ mol } \text{X}_2 ilave edildiğinde sistem ürünler lehine kayar. Harcanan \text{X}_2 ve \text{Y}_2 miktarına x dersek:

  • Yeni Başlangıç: [\text{X}_2] = 0{,}1 + 0{,}3 = 0{,}4\text{ M}, \;[\text{Y}_2] = 0{,}4\text{ M}, \;[\text{XY}] = 0{,}4\text{ M}
  • Değişim: \text{X}_2 \rightarrow -x, \;\text{Y}_2 \rightarrow -x, \;\text{XY} \rightarrow +2x
  • Yeni Denge: [\text{X}_2] = (0{,}4 - x)\text{ M}, \;[\text{Y}_2] = (0{,}4 - x)\text{ M}, \;[\text{XY}] = (0{,}4 + 2x)\text{ M}

Adım 3 — Yeni Denge Derişimlerinin Hesaplanması
K_c değeri değişmeyeceğinden ifadeler denklemde yerine yazılır ve her iki tarafın karekökü alınır:

\frac{(0{,}4 + 2x)^2}{(0{,}4 - x)^2} = 4 \implies \frac{0{,}4 + 2x}{0{,}4 - x} = 2
0{,}4 + 2x = 0{,}8 - 2x \implies 4x = 0{,}4 \implies x = 0{,}1\text{ M}

Buradan yeni dengedeki \text{Y}_2 gazının derişimi:

[\text{Y}_2] = 0{,}4 - x = 0{,}4 - 0{,}1 = 0{,}3\text{ M}

:white_check_mark: CEVAP: C) 0,3 ([\text{Y}_2] = 0{,}3\text{ M})

:warning: SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Yeniden denge kurulurken ortamda önceden var olan 0{,}4\text{ mol} \text{XY} gazını unutmamak gerekir. Ürünlerin yeni derişimi yalnızca oluşan +2x değil, (0{,}4 + 2x) olarak yazılmalıdır.