Sabit sıcaklıkta, başlangıçta eşit mol sayılarında SO_2(g) ve O_2(g) reaktifleri içeren üç… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Sabit sıcaklıkta, başlangıçta eşit mol sayılarında $SO_2(g)$ ve $O_2(g)$ reaktifleri içeren üç ayrı kapalı sistemde aşağıdaki denge tepkimesi başlatılıyor:

2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)

Bu tepkimenin gerçekleştirildiği sistemlerin koşulları şu şekildedir:
- I. sistem: Sabit hacimli kapta, katalizör kullanılmadan reaksiyon gerçekleştiriliyor.
- II. sistem: Sabit hacimli kapta, tepkimeye uygun bir pozitif katalizör ilave edilerek reaksiyon gerçekleştiriliyor.
- III. sistem: İdeal pistonlu kapta (sabit basınçta), reaktiflerle ve ürünlerle kimyasal tepkimeye girmeyen inert helyum ( $He$ ) gazı eşliğinde reaksiyon gerçekleştiriliyor.

Buna göre, bu sistemlerin dengeye ulaşması için geçen sürelerin ( $t_I$ , $t_{II}$ ve $t_{III}$ ) kısadan uzuna doğru sıralaması nasıl olmalıd��r?

1II. sistemde dengeye ulaşılması için geçen süre ( $t_{II}$ )
2I. sistemde dengeye ulaşılması için geçen süre ( $t_I$ )
3III. sistemde dengeye ulaşılması için geçen süre ( $t_{III}$ )

Cevap

Sistemlerin dengeye ulaşma sürelerinin kısadan uzuna doğru sıralaması II. sistem (

t_{II}

), I. sistem (

t_I

) ve III. sistem (

t_{III}

) şeklindedir (II < I < III).

Pozitif katalizörün aktifleşme enerjisini düşürerek tepkimeyi hızlandırması ve ideal pistonlu kapta inert gazın hacmi artırıp derişimleri düşürerek tepkimeyi yavaşlatması nedeniyle dengeye ulaşma süreleri arasındaki ilişki II < I < III şeklindedir.

Adım Adım Çözüm

Katalizörün dengeye ulaşma süresine etkisini değerlendirme

II. sistemde pozitif katalizör kullanılması aktifleşme enerjisini azaltır ve tepkime hızını artırır. Bu nedenle dengeye ulaşma süresi en kısa (

t_{II}

) olur.

Pozitif katalizörler reaksiyon mekanizmasını değiştirip aktifleşme enerjisini düşürerek hız sabiti olan k değerini büyütür, bu da dengeye ulaşma süresini kısaltır.

İnert gaz ilavesinin pistonlu kaptaki hacim ve derişim etkisini analiz etme

III. sistemde ideal pistonlu kapta inert helyum gazının varlığı hacmi artırarak reaktif derişimlerini azaltır, bu da tepkimeyi yavaşlatarak dengeye ulaşma süresini (

t_{III}

) en uzun yapar.

Tepkime hızı reaktiflerin derişimleriyle doğru orantılıdır. Hacim artışından dolayı derişimler azaldığından reaksiyon hızı düşer.

Sabit hacimli kontrol sistemi ile diğer sistemleri karşılaştırma

I. sistem sabit hacimli olduğundan derişimleri III. sistemdeki kadar düşmez. Katalizörsüz olduğu için II. sistemden yavaş, III. sistemden hızlı dengeye ulaşır (

t_{II} < t_I < t_{III}

Hızlar arasındaki ilişki Hız(II) > Hız(I) > Hız(III) şeklinde olduğundan, dengeye ulaşma süreleri arasındaki ilişki bu sıralamanın tersi olur.

Anahtar Kavram

Katalizörlerin ve inert gazların tepkime hızına ve dengeye ulaşma süresine etkisi

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru