Examkin

Soru

Zorluk: OrtaDenge Sabiti (Kc) Hesaplamaları

Katı haldeki karbon (CC) ile su buharı (H2O(g)H_2O(g)) arasındaki tepkime sabit sıcaklıkta 2 L2\text{ L}'lik sabit hacimli kapalı bir kaba 2,0 mol H2O(g)2,0\text{ mol } H_2O(g) ve yeterli miktarda C(k)C(k) konularak başlatılıyor. Denklemi,

C(k)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)C(k) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO(g) + H_2(g)

olan tepkime aynı sıcaklıkta dengeye ulaştığında kaptaki toplam gaz mol sayısı 3,0 mol3,0\text{ mol} olarak ölçülüyor.

Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) kaçtır?

  1. A
    0,25
  2. 0,5Cevap
  3. C
    1,0
  4. D
    2,0
  5. E
    4,0

Cevap

Derişimler cinsinden denge sabiti 0,5'tir.
Tepkime kabında dengede bulunan gazların derişimleri sırasıyla [CO]=0,5 M[CO] = 0,5\text{ M}, [H2]=0,5 M[H_2] = 0,5\text{ M} ve [H2O]=0,5 M[H_2O] = 0,5\text{ M} olarak hesaplanır. Katı haldeki karbon denge bağıntısında yer almadığından, Kc=[CO]⋅[H2][H2O]K_c = \frac{[CO] \cdot [H_2]}{[H_2O]} bağıntısından Kc=0,5⋅0,50,5=0,5K_c = \frac{0,5 \cdot 0,5}{0,5} = 0,5 olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkime için başlangıç, değişim ve denge (ICE) tablosunu oluşturma
Başlangıçta 2,0 mol H2O(g)2,0\text{ mol } H_2O(g) vardır. Tepkime sırasında x mol H2O(g)x\text{ mol } H_2O(g) harcanırsa, dengede 2,0−x mol H2O(g)2,0 - x\text{ mol } H_2O(g), x mol CO(g)x\text{ mol } CO(g) ve x mol H2(g)x\text{ mol } H_2(g) bulunur.
Dengedeki madde miktarlarını bilinmeyen bir xx değişkeni cinsinden ifade etmek için.
2
Dengedeki toplam gaz mol sayısını kullanarak xx değerini bulma
ntoplam, gaz=n(H2O)+n(CO)+n(H2)=(2,0−x)+x+x=2,0+x=3,0 mol  ⟹  x=1,0 moln_{\text{toplam, gaz}} = n(H_2O) + n(CO) + n(H_2) = (2,0 - x) + x + x = 2,0 + x = 3,0\text{ mol} \implies x = 1,0\text{ mol} olarak bulunur.
Dengedeki gaz fazındaki maddelerin mol sayılarını kesinleştirmek için.
3
Dengedeki maddelerin molar derişimlerini hesaplama
[H2O]=1,0 mol2 L=0,5 M[H_2O] = \frac{1,0\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,5\text{ M}, [CO]=1,0 mol2 L=0,5 M[CO] = \frac{1,0\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,5\text{ M}, [H2]=1,0 mol2 L=0,5 M[H_2] = \frac{1,0\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,5\text{ M} olarak hesaplanır.
KcK_c bağıntısında kullanılacak derişim değerlerini (molarite = mol / hacim) elde etmek için.
4
KcK_c bağıntısını yazma ve değerleri yerine koyarak hesaplama yapma
Kc=[CO]⋅[H2][H2O]=0,5⋅0,50,5=0,5K_c = \frac{[CO] \cdot [H_2]}{[H_2O]} = \frac{0,5 \cdot 0,5}{0,5} = 0,5 bulunur.
Katı haldeki karbon (C(k)C(k)) bağıntıya dahil edilmeden ürünler ve girenler gaz fazındaki derişimleriyle denge sabitini bulmak için.

Anahtar Kavram

Heterojen kimyasal dengelerde, saf katı ve sıvıların derişimleri sabit olduğundan denge bağıntısına (KcK_c) yazılmaz; sadece gazlar ve suda çözünmüş iyonlar yazılır. Ayrıca denge sabiti hesaplanırken mol sayıları yerine kap hacmi kullanılarak molar derişimler bulunmalıdır.

Alternatif Yöntem

Tepkimede ürünlerin gaz katsayıları toplamı (2) ile girenlerin gaz katsayıları toplamı (1) eşit olmadığından hacim sadeleşmez. KcK_c ifadesi mol cinsinden Kc=n(CO)⋅n(H2)n(H2O)⋅VK_c = \frac{n(CO) \cdot n(H_2)}{n(H_2O) \cdot V} şeklinde yazılabilir. Dengedeki mol sayıları (n=1,0n=1,0 mol) ve hacim (V=2V=2 L) yerine konulduğunda Kc=1,0⋅1,01,0⋅2=0,5K_c = \frac{1,0 \cdot 1,0}{1,0 \cdot 2} = 0,5 doğrudan elde edilir.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Denge Sabiti (Kc) Hesaplamaları

Bu konudan daha fazla soru