Sabit sıcaklıkta, kapalı ve sabit hacimli bir kapta dengede bulunan; Fe_3O_4(k) + 4CO(g) \… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Sabit sıcaklıkta, kapalı ve sabit hacimli bir kapta dengede bulunan;

Fe_3O_4(k) + 4CO(g) \rightleftharpoons 3Fe(k) + 4CO_2(g) \quad \Delta H < 0

tepki sistemine dışarıdan yapılan bazı müdahalelerin denge durumuna etkileri inceleniyor.

Buna göre, yapılan işlemlerle ilgili;

I. Sabit sıcaklık ve hacimde kaba bir miktar $Fe_3O_4(k)$ katısı eklenirse, tepkime ürünler yönüne kayar ve $CO_2(g)$ derişimi artar.
II. Sabit sıcaklık ve hacimde kaba bir miktar $CO(g)$ gazı eklenirse, yeni dengedeki $CO(g)$ derişimi başlangıçtaki denge durumuna göre daha yüksek olur.
III. Sabit sıcaklıkta kabın hacmi yarıya indirilirse, dengedeki gazların derişimleri iki katına çıkar ve denge sabiti ( $K_c$ ) ile denge konumu değişmez.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

A
Yalnız I
B
Yalnız II
C
I ve II
II ve IIICevap
E
I, II ve III

Cevap

İkinci ve üçüncü öncüllerin yer aldığı seçenek doğrudur.

Doğru seçenek olan ikinci ve üçüncü öncüllerin birlikte verildiği ifadedir. Çünkü kaba reactant gaz (CO) eklenmesi dengeyi ürünlere kaydırsa da son durumda CO derişimi ilk duruma göre yüksek kalır. Gaz katsayıları eşit olduğundan hacmin yarıya inmesi denge yönünü etkilemez, yalnızca gaz derişimlerini iki katına çıkarır ve sıcaklık sabit olduğundan Kc değişmez.

Adım Adım Çözüm

Tepkimeye katı madde eklenmesinin etkisini değerlendirme

Denge bağıntısı

K_c = \frac{[CO_2]^4}{[CO]^4}

şeklindedir. Saf katı olan

Fe_3O_4(k)

Fe(k)

denge bağıntısında yer almaz. Sabit sıcaklık ve hacimde kaba

Fe_3O_4(k)

katısı eklenmesi katının derişimini (aktif kütlesini) değiştirmediği için denge konumunu etkilemez, gaz derişimleri sabit kalır. Bu nedenle birinci öncül yanlıştır.

Katıların derişimleri sabit olup dengeyi kaydırma etkisi yoktur.

Kaba gaz eklenmesinin etkisini değerlendirme

Kaba sabit sıcaklık ve hacimde

CO(g)

gazı eklenirse, Le Chatelier ilkesine göre sistem bu etkiyi azaltmak için ürünler yönüne kayar. Denge ürünlere kaysa da, eklenen

CO(g)

gazının bir kısmı harcanır ancak tamamı harcanamaz. Dolayısıyla yeni dengedeki

CO(g)

derişimi, başlangıçtaki denge durumuna göre daha yüksek olur. Bu nedenle ikinci öncül doğrudur.

Sisteme dışarıdan bir madde eklendiğinde, sistem o maddeyi azaltacak yönde hareket eder ancak yapılan etkiyi tamamen sıfırlayamaz.

Hacim değişiminin denge konumuna ve derişimlere etkisini belirleme

Tepkimenin girenler ve ürünler tarafındaki gaz fazındaki maddelerin katsayıları toplamı eşittir (

4 = 4

). Kabın hacmi yarıya indirildiğinde tüm gazların derişimleri başlangıçta aniden iki katına çıkar. Gaz katsayıları eşit olduğu için denge sağa ya da sola kaymaz (denge konumu bozulmaz). Sıcaklık sabit kaldığı için denge sabiti (

K_c

) değişmez. Gazların son derişimleri ilk dengedeki derişimlerinin tam iki katı olur. Bu nedenle üçüncü öncül doğrudur.

Gaz katsayılarının eşit olduğu sistemlerde hacim değişimi denge konumunu kaydırmaz, ancak derişimleri doğrudan etkiler.

Anahtar Kavram

Le Chatelier ilkesine göre dengeye etki eden faktörlerden derişim ve hacim değişiminin, denge bağıntısında yer almayan katı maddeler ve gaz katsayıları eşit olan tepkimeler üzerindeki etkileri.

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru