Belirli bir sıcaklıkta gerçekleşen iki farklı denge tepkimesinin denklemleri ve derişimler… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Belirli bir sıcaklıkta gerçekleşen iki farklı denge tepkimesinin denklemleri ve derişimler cinsinden denge sabitleri ( $K_c$ ) aşağıda verilmiştir:

(1) $CH_4(g) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO(g) + 3H_2(g) \quad K_{c1} = X$
(2) $2CO_2(g) + 2H_2(g) \rightleftharpoons 2CO(g) + 2H_2O(g) \quad K_{c2} = 16$

Aynı sıcaklıkta gerçekleşen;

CH_4(g) + 2H_2O(g) \rightleftharpoons CO_2(g) + 4H_2(g)

net tepkimesinin denge sabiti ( $K_c$ ) $2$ olduğuna göre, birinci tepkimenin denge sabiti olan $X$ değeri kaçtır?

A
0,5
B
4
8Answer
D
32
E
64

Answer

Birinci tepkimenin denge sabiti olan X değeri 8'dir.

Net tepkimeyi elde etmek amacıyla birinci tepkime aynen alınırken ikinci tepkime ters çevrilip katsayıları yarıya indirilir. Tepkime ters çevrildiğinde denge sabitinin çarpmaya göre tersi alınır (

1/16

), katsayılar yarıya indirildiğinde ise bu değerin karekökü alınarak

0,25

değeri elde edilir. Tepkimelerin toplanmasıyla oluşan net tepkimenin denge sabiti, bu basamakların denge sabitlerinin çarpımına eşittir. Buradan

X \times 0,25 = 2

denklemi kurularak doğru değer olan 8'e ulaşılır.

Step-by-Step Solution

Net tepkime ile verilen ara basamaklar arasındaki ilişkiyi analiz etmek.

Net tepkimede girenler tarafında 1 mol

CH_4(g)

bulunmaktadır. Birinci tepkimenin girenler tarafında da 1 mol

CH_4(g)

olduğu için bu tepkime yönü ve katsayısı değiştirilmeden aynen kullanılır. Bu durumda denge sabiti değişmez ve

K_{c1}' = X

olarak kalır.

Net tepkimenin bileşenlerini elde etmek için basamakların yön ve katsayı uyumunu sağlamak gerekir.

İkinci tepkimeye uygulanacak işlemleri belirlemek.

Net tepkimenin ürünler kısmında 1 mol

CO_2(g)

bulunmaktadır. İkinci tepkimenin girenler kısmında ise 2 mol

CO_2(g)

vardır. Bu nedenle ikinci tepkime ters çevrilmeli ve katsayıları yarıya indirilmelidir (tepkime 1/2 ile çarpılmalıdır).

CO_2

molekülünün net tepkimedeki yönünü ve katsayısını eşitlemek gerekir.

İkinci tepkimeye yapılan manipülasyonların denge sabitine etkisini hesaplamak.

Tepkime ters çevrildiğinde denge sabitinin çarpmaya göre tersi alınır (

1/16

). Katsayılar yarıya indirildiğinde (1/2 ile çarpıldığında) ise denge sabitinin karekökü (1/2. kuvveti) alınır. Buradan yeni denge sabiti

K_{c2}' = \sqrt{\frac{1}{16}} = \frac{1}{4} = 0,25

olarak hesaplanır.

Denge tepkimelerinde yapılan katsayı ve yön değişiklikleri denge sabitine üs ve çarpmaya göre tersi şeklinde yansır.

Net tepkimenin denge sabiti denklemini kurarak X değerini çözmek.

Basamaklar toplandığında net tepkimenin denge sabiti, ara basamakların denge sabitlerinin çarpımına eşit olur.

K_{c, net} = K_{c1}' \times K_{c2}' \implies 2 = X \times 0,25 \implies X = 8

bulunur.

Toplanabilir tepkimelerin net denge sabiti, ara basamakların denge sabitlerinin çarpımına eşittir.

Key Concept

Tepkime denklemlerinin katsayıları değiştirildiğinde veya tepkimeler ters çevrildiğinde denge sabitinin (

K_c

) matematiksel olarak nasıl değişeceği ve basamaklı tepkimelerin denge sabitlerinin çarpımı kuralı (Denge tepkimelerinde Hess Yasası uygulaması).

Question

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Topics

More questions from this topic