Question

Difficulty: Very hardTepkime Denklemleri ile Denge Sabiti Arasındaki İlişki

Belirli bir sıcaklıkta gerçekleşen bazı gaz tepkimeleri ve bu tepkimelerin denge sabitleri aşağıda verilmiştir:

I. 2A(g)+B(g)2C(g)2A(g) + B(g) \rightleftharpoons 2C(g)
Bu tepkimenin 0 C0^\circ\text{ C}'deki kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti Kp=57K_p = \frac{5}{7}'dir.

II. E(g)A(g)+D(g)E(g) \rightleftharpoons A(g) + D(g)
Bu tepkimenin aynı sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti Kc=0,125K_c = 0,125'dir.

Buna göre, aynı sıcaklıkta gerçekleşen;
D(g)+C(g)E(g)+12B(g)D(g) + C(g) \rightleftharpoons E(g) + \frac{1}{2}B(g)
tepkimesinin derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) kaçtır?
  1. A
    132\frac{1}{32}
  2. B
    14\frac{1}{4}
  3. 22Answer
  4. D
    8,258,25
  5. E
    3232

Answer

Derişimler cinsinden denge sabiti 2'dir.
Denge sabiti hesaplamalarında, ara basamaklar toplandığında denge sabitleri çarpılır. Bir tepkime ters çevrildiğinde denge sabitinin çarpmaya göre tersi alınır; katsayılar bir sayı ile çarpıldığında ise o sayı denge sabitine üs olarak gelir. Birinci basamaktan Kc1=16K_{c1} = 16 bulunur. İkinci basamak ters çevrilerek 88 elde edilir. Birinci basamak ters çevrilip katsayıları yarıya indirilerek 14\frac{1}{4} elde edilir. Bu iki değer çarpıldığında hedef tepkimenin denge sabiti 22 olarak hesaplanır.

Step-by-Step Solution

1
Birinci tepkimenin derişimler cinsinden denge sabitini (Kc1K_{c1}) hesaplamak.
Kc1=16K_{c1} = 16
Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c(RT)^{\Delta n} bağıntısı kullanılır. Tepkimede Δn=2(2+1)=1\Delta n = 2 - (2 + 1) = -1 ve T=273 KT = 273\text{ K}'dir. R=22,4273R = \frac{22,4}{273} olduğundan RT=22,4RT = 22,4 olur. Buradan 57=Kc1(22,4)1    Kc1=16\frac{5}{7} = K_{c1} \cdot (22,4)^{-1} \implies K_{c1} = 16 bulunur.
2
İkinci tepkimeyi ters çevirerek hedef tepkimeye uygun hale getirmek.
Kc=8K_c' = 8
Hedef tepkimede D(g)D(g) girenlerde, E(g)E(g) ürünlerdedir. İkinci tepkimede ise tam tersidir. Bu yüzden tepkime ters çevrilir ve denge sabitinin çarpmaya göre tersi alınır: 1/0,125=81 / 0,125 = 8.
3
Birinci tepkimeyi ters çevirip katsayılarını 12\frac{1}{2} ile çarpmak.
Kc=0,25K_c'' = 0,25
Hedef tepkimede C(g)C(g) girenlerde 1 katsayısı ile, B(g)B(g) ise ürünlerde 12\frac{1}{2} katsayısı ile yer almaktadır. Birinci tepkime ters çevrilip 12\frac{1}{2} ile çarpıldığında denge sabiti Kc=1Kc1=116=0,25K_c'' = \sqrt{\frac{1}{K_{c1}}} = \sqrt{\frac{1}{16}} = 0,25 olur.
4
Elde edilen ara basamakları toplayarak net tepkimenin denge sabitini bulmak.
Kc,net=2K_{c,\text{net}} = 2
Tepkimeler toplandığında net tepkimenin denge sabiti, toplanan tepkimelerin denge sabitlerinin çarpımına eşittir: Kc,net=Kc×Kc=8×0,25=2K_{c,\text{net}} = K_c' \times K_c'' = 8 \times 0,25 = 2.

Key Concept

Hess Yasası'nın denge tepkimelerine uygulanması ve Kp-Kc ilişkisi.
Rate this question