Examkin

Soru

Zorluk: OrtaDenge Kesri (Qc) ve Tepkime Yönünün Belirlenmesi
Belirli bir sıcaklıkta,
NH4HS(k)⇌NH3(g)+H2S(g)NH_4HS(k) \rightleftharpoons NH_3(g) + H_2S(g)
tepkimesinin derişimler cinsinden denge sabiti Kc=0,16K_c = 0,16'dır.

Aynı sıcaklıkta, 2 litrelik2\text{ litrelik} sabit hacimli boş bir kaba 0,5 mol NH4HS(k)0,5\text{ mol } NH_4HS(k), 0,8 mol NH3(g)0,8\text{ mol } NH_3(g) ve 0,2 mol H2S(g)0,2\text{ mol } H_2S(g) konularak bir sistem oluşturuluyor.

Buna göre, sistemin dengeye ulaşma süreci ve denge durumu ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. A
    Sistem başlangıçta dengededir.
  2. B
    Tepkime dengeye ulaşırken KcK_c değeri zamanla artar.
  3. Dengeye ulaşıldığında kapta 0,3 mol NH4HS(k)0,3\text{ mol } NH_4HS(k) bulunur.Cevap
  4. D
    Aynı sıcaklıkta tepkimenin KpK_p ve KcK_c değerleri arasındaki ilişki Kp=Kc(RT)−2K_p = K_c(RT)^{-2} şeklindedir.
  5. E
    Tepkime dengeye ulaşırken kaptaki toplam gaz basıncı azalır.

Cevap

Dengeye ulaşıldığında kapta 0,3 mol NH4HS(k)0,3\text{ mol } NH_4HS(k) bulunur.
Sistemin başlangıçtaki denge kesri Qc=0,04<Kc=0,16Q_c = 0,04 < K_c = 0,16 olduğundan tepkime ürünler yönüne kayar. Denge kurulurken ürünlerin derişimi 0,1 M0,1\text{ M} artar, bu da 2 litrelik2\text{ litrelik} kapta 0,2 mol0,2\text{ mol} katı harcanmasına yol açar. Başlangıçta 0,5 mol0,5\text{ mol} olan katıdan geriye 0,3 mol0,3\text{ mol} kalır.

Adım Adım Çözüm

1
Sistemin başlangıçtaki derişimlerini belirleme ve denge kesrini (QcQ_c) hesaplama.
[NH3]0=0,4 M[NH_3]_0 = 0,4\text{ M}, [H2S]0=0,1 M[H_2S]_0 = 0,1\text{ M} ve katı fazda olan NH4HSNH_4HS bağıntıya yazılmayacağından Qc=[NH3]0⋅[H2S]0=0,4⋅0,1=0,04Q_c = [NH_3]_0 \cdot [H_2S]_0 = 0,4 \cdot 0,1 = 0,04 bulunur.
Sistemin dengede olup olmadığını ve tepkimenin hangi yöne kayacağını belirlemek için başlangıç anındaki denge kesri hesaplanır.
2
QcQ_c ile KcK_c değerlerini karşılaştırarak tepkimenin yönünü belirleme.
Qc=0,04<Kc=0,16Q_c = 0,04 < K_c = 0,16 olduğundan sistem dengede değildir. Sistemin dengeye ulaşabilmesi için tepkime ürünler yönüne (sağa) kayar.
Qc<KcQ_c < K_c durumunda dengenin kurulabilmesi için ürün derişimlerinin artması gerekir.
3
Dengede derişim değişimlerini yazarak denge denklemini kurma ve çözme.
Derişimlerdeki artışa ss dersek, [NH3]eq=0,4+s[NH_3]_{eq} = 0,4 + s ve [H2S]eq=0,1+s[H_2S]_{eq} = 0,1 + s olur. Denge bağıntısı: (0,4+s)(0,1+s)=0,16⇒s2+0,5s−0,12=0⇒(s−0,1)(s+0,6)=0(0,4 + s)(0,1 + s) = 0,16 \Rightarrow s^2 + 0,5s - 0,12 = 0 \Rightarrow (s - 0,1)(s + 0,6) = 0 olur. Buradan s=0,1 Ms = 0,1\text{ M} bulunur.
Yeni denge durumundaki derişimleri bulmak için KcK_c eşitliğinden yararlanılır.
4
Tepkimede harcanan katı miktarını ve dengede kalan katı miktarını hesaplama.
H2SH_2S gazının derişimindeki artış 0,1 M0,1\text{ M}'dir. 2 litrelik2\text{ litrelik} kapta bu artış 0,1 M×2 L=0,2 mol0,1\text{ M} \times 2\text{ L} = 0,2\text{ mol} gaz oluştuğu anlamına gelir. Katsayılar bire bir olduğu için 0,2 mol NH4HS(k)0,2\text{ mol } NH_4HS(k) harcanır. Dengede kalan katı miktarı 0,5−0,2=0,3 mol0,5 - 0,2 = 0,3\text{ mol} olur.
Katı fazdaki maddenin miktar değişimini mol üzerinden hesaplamak için derişim değişimi hacim ile çarpılarak mole dönüştürülür.

Anahtar Kavram

Denge Kesri (QcQ_c) ve Tepkime Yönünün Belirlenmesi
Bu soruyu puanla

Konular

Denge Kesri (Qc) ve Tepkime Yönünün Belirlenmesi

Bu konudan daha fazla soru