Examkin

Soru

Zorluk: OrtaDenge Şartları, Maksimum Düzensizlik ve Minimum Enerji Eğilimleri

Bir kimyasal veya fiziksel değişimde sistemin daha kararlı hâle geçme isteği (minimum enerji eğilimi) ile daha düzensiz olma isteği (maksimum düzensizlik eğilimi) dengenin kurulmasında belirleyici rol oynar.

Kimya öğretmeni Onur Bey, bu eğilimlerin yönlerini öğrencilerine açıklamak amacıyla tahtaya aşağıdaki üç farklı değişimi yazmıştır:

I. N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=−92 kJN_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g) \quad \Delta H = -92\text{ kJ}
II. H2O(s)⇌H2O(g)ΔH=+44 kJH_2O(s) \rightleftharpoons H_2O(g) \quad \Delta H = +44\text{ kJ}
III. F2(g)⇌2F(g)ΔH=+158 kJF_2(g) \rightleftharpoons 2F(g) \quad \Delta H = +158\text{ kJ}

Buna göre, Onur Öğretmen'in tahtaya yazdığı bu değişimlerden hangilerinde minimum enerjiye eğilim girenler yönündeyken, maksimum düzensizlik eğilimi ürünler yönündedir?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. C
    I ve II
  4. II ve IIICevap
  5. E
    I, II ve III

Cevap

İkinci ve üçüncü değişimlerde minimum enerjiye eğilim girenler yönündeyken, maksimum düzensizlik eğilimi ürünler yönündedir.
İkinci ve üçüncü değişimlerde tepkimeler endotermik (ısı alan) olduğundan minimum enerji eğilimi girenler (düşük enerjili) yönündedir. Aynı zamanda, ikinci değişimde sıvı fazdan gaz fazına geçiş olduğu için, üçüncü değişimde ise 1 mol gazdan 2 mol gaza geçilerek tanecik sayısı arttığı için maksimum düzensizlik eğilimi ürünler yönündedir. Bu durum soruda istenen koşullarla tam olarak uyuşmaktadır.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimelerin entalpi değişimlerini (\Delta H) inceleyerek minimum enerji eğilimlerinin yönünü belirlemek.
I. tepkime ekzotermik (\Delta H < 0) olduğundan minimum enerji eğilimi ürünler yönündedir. II. (\Delta H = +44\text{ kJ}) ve III. (\Delta H = +158\text{ kJ}) tepkimeler endotermik (\Delta H > 0) olduğundan minimum enerji eğilimleri girenler yönündedir.
Minimum enerji eğilimi her zaman ısı teriminin olduğu tarafa (yani enerjisi daha düşük olan tarafa) doğrudur.
2
Maddelerin fiziksel hallerini ve gaz molekül sayılarını karşılaştırarak maksimum düzensizlik eğilimlerinin yönünü belirlemek.
I. tepkimede girenlerdeki gaz mol sayısı (4 mol) ürünlerdekinden (2 mol) fazla olduğundan düzensizlik girenler yönündedir. II. tepkimede sıvıdan gaza geçildiği için düzensizlik ürünler yönündedir. III. tepkimede ürünlerdeki gaz mol sayısı (2 mol) girenlerdekinden (1 mol) fazla olduğundan düzensizlik ürünler yönündedir.
Maddelerin gaz hali sıvı halinden daha düzensizdir ve gaz fazındaki molekül sayısının fazla olduğu taraf daha yüksek düzensizliğe sahiptir.
3
Her iki eğilimin de soruda istenen yönlerde (minimum enerji girenler, maksimum düzensizlik ürünler) olduğu öncülleri tespit etmek.
Yalnızca II ve III nolu öncüller bu koşulu sağlar.
İstenen kriterleri sağlayan değişimlerin belirlenmesi amacıyla iki adımda bulunan yönler birleştirilir.

Anahtar Kavram

Bir kimyasal veya fiziksel değişimde minimum enerji eğilimi (düşük entalpili tarafa yönelme) ile maksimum düzensizlik eğilimi (daha düzensiz faz veya tanecik sayısının fazla olduğu tarafa yönelme) dengenin kurulmasında zıt yönlü olarak çalışır.
Bu soruyu puanla

Konular

Denge Şartları, Maksimum Düzensizlik ve Minimum Enerji Eğilimleri

Bu konudan daha fazla soru