Sabit hacimli 11,2 litrelik kapalı bir kapta, 273\ ^\circ\text{C} sıcaklıkta bir miktar \t… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Sabit hacimli

11,2

litrelik kapalı bir kapta,

273\ ^\circ\text{C}

sıcaklıkta bir miktar

\text{COCl}_2(g)

gazı bulunmaktadır. Sistem,

\text{COCl}_2(g) \rightleftharpoons \text{CO}(g) + \text{Cl}_2(g)

denklemine göre dengeye ulaştığında kapta

0,2\text{ mol } \text{COCl}_2(g)

0,4\text{ mol } \text{CO}(g)

0,4\text{ mol } \text{Cl}_2(g)

gazları bulunduğu tespit ediliyor.

Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti ( $K_p$ ) kaçtır?

Cevap: 3.2

Tepkimenin bu sıcaklıktaki kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (

K_p

) değeri

3,2

olarak bulunur.

Denge anındaki gazların kısmi basınçları kullanılarak

K_p

bağıntısından

K_p = 3,2

değeri elde edilir. Alternatif olarak, her bir gazın denge derişimi hesaplanıp (

[COCl_2] = \frac{0,2}{11,2}\text{ M}

[CO] = \frac{0,4}{11,2}\text{ M}

[Cl_2] = \frac{0,4}{11,2}\text{ M}

) buradan

K_c = \frac{1}{14}

bulunur. Ardından

K_p = K_c(RT)^{\Delta n}

bağıntısı kullanılarak

K_p = \frac{1}{14} \cdot \left(\frac{22,4}{273} \cdot 546\right)^1 = 3,2

sonucuna ulaşılır.

Denge anındaki toplam mol sayısını bulmak.

n_{\text{toplam}} = n_{\text{COCl}_2} + n_{\text{CO}} + n_{\text{Cl}_2} = 0,2 + 0,4 + 0,4 = 1,0\text{ mol}

Gazların kısmi basınçlarını hesaplayabilmek için toplam mol sayısı bilinmelidir.

Toplam basıncı (

P_{\text{toplam}}

) ideal gaz denkleminden hesaplamak.

T = 273 + 273 = 546\text{ K}

R = \frac{22,4}{273}\text{ L}\cdot\text{atm}/(\text{mol}\cdot\text{K})

alınarak;

P_{\text{toplam}} = \frac{n_{\text{toplam}} \cdot R \cdot T}{V} = \frac{1,0 \cdot \frac{22,4}{273} \cdot 546}{11,2} = 4,0\text{ atm}

Kabın toplam basıncı, gazların kısmi basınçlarını bulmak için gereklidir.

Her bir gazın kısmi basıncını (

P_i

) bulmak.

P_{\text{COCl}_2} = \frac{0,2}{1,0} \cdot 4,0 = 0,8\text{ atm}

P_{\text{CO}} = \frac{0,4}{1,0} \cdot 4,0 = 1,6\text{ atm}

P_{\text{Cl}_2} = \frac{0,4}{1,0} \cdot 4,0 = 1,6\text{ atm}

Kısmi basınçlar cinsinden denge bağıntısında kullanılmak üzere her gazın basınç değeri hesaplanır.

K_p

bağıntısını yazıp kısmi basınç değerlerini yerine koyarak denge sabitini bulmak.

K_p = \frac{P_{\text{CO}} \cdot P_{\text{Cl}_2}}{P_{\text{COCl}_2}} = \frac{1,6 \cdot 1,6}{0,8} = 3,2

Ürünlerin kısmi basınçları çarpımının, girenlerin kısmi basıncına bölünmesiyle denge sabiti elde edilir.

Kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (

K_p

) hesabı ve ideal gaz yasası ile ilişkilendirilmesi

Soru