Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorLe Chatelier İlkesi: Basınç ve Hacim Etkisi

Belirli bir sıcaklıkta, pistonlu bir kapta tek basamakta gerçekleştiği kabul edilen aşağıdaki tepkime dengededir:

Fe2O3(k)+3CO(g)⇌2Fe(k)+3CO2(g)Fe_2O_3(k) + 3CO(g) \rightleftharpoons 2Fe(k) + 3CO_2(g)

Sabit sıcaklıkta piston aşağı itilerek kabın hacmi yarıya indiriliyor ve sistemin yeniden dengeye ulaşması sağlanıyor.

Buna göre, yeni kurulan dengeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

  1. A
    Kaptaki toplam gaz basıncı başlangıç durumuna göre 22 katına çıkar.
  2. B
    CO2(g)CO_2(g) gazının mol sayısı değişmez.
  3. C
    İleri ve geri tepkime hızları başlangıç durumuna göre 88 katına çıkar.
  4. D
    Denge sabitinin (KcK_c) sayısal değeri değişmez.
  5. Kaptaki toplam basıncı azaltmak için denge girenler yönüne kayar.Cevap

Cevap

Gaz moleküllerinin katsayıları toplamı girenler ve ürünler tarafında eşit olduğundan hacim değişimi dengeyi kaydırmaz. Bu nedenle dengenin girenler y��nüne kayacağını belirten ifade yanlıştır.
Tepkimede gaz fazındaki maddelerin katsayıları toplamı eşit olduğundan (Δngaz=3−3=0\Delta n_{\text{gaz}} = 3 - 3 = 0), hacim değişimi dengeyi kaydırmaz. Bu yüzden dengenin girenler yönüne kayacağını belirten ifade yanlıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkime denklemindeki gaz fazındaki maddelerin katsayılarını toplamak.
Girenlerde 33 mol CO(g)CO(g) ve ürünlerde 33 mol CO2(g)CO_2(g) bulunmaktadır. Katılar (Fe2O3Fe_2O_3 ve FeFe) hesaba katılmaz. Gaz fazındaki katsayı farkı Δngaz=3−3=0\Delta n_{\text{gaz}} = 3 - 3 = 0 olarak bulunur.
Hacim değişiminin dengeye etkisini belirlemek için sadece gaz fazındaki maddelerin katsayıları karşılaştırılmalıdır.
2
Hacim azalmasının denge üzerindeki etkisini Le Chatelier ilkesine göre analiz etmek.
Hacim yarıya indirildiğinde tüm gazların derişimleri ve kısmi basınçları başlangıçta 22 katına çıkar. Ancak Δngaz=0\Delta n_{\text{gaz}} = 0 olduğundan, sistem basıncı düşürmek veya artırmak için herhangi bir yöne kayamaz (denge bozulmaz).
Gaz mol sayıları eşit olan sistemlerde basınç-hacim değişimi denge konumunu etkilemez.
3
Hız bağıntıları üzerinden ileri ve geri tepkime hızlarındaki değişimi bulmak.
Tek basamakta gerçekleşen tepkime için rileri=kileri[CO]3r_{\text{ileri}} = k_{\text{ileri}} [CO]^3 ve rgeri=kgeri[CO2]3r_{\text{geri}} = k_{\text{geri}} [CO_2]^3 şeklindedir. Gaz derişimleri 22 katına çıktığından, hızlar 23=82^3 = 8 katına çıkar.
Hız bağıntısında gazların katsayıları üs olarak yazılır ve derişim artışı hızı doğrudan etkiler.
4
Sıcaklığın sabit olması durumunda denge sabitinin ve dengenin kaymaması durumunda katı kütlelerinin değişimini değerlendirmek.
KcK_c değeri yalnızca sıcaklıkla değiştiğinden ve denge kaymadığından katı kütleleri ile KcK_c sabit kalır.
Sıcaklık değişmediği sürece denge sabiti değişmez; denge kaymadığı sürece de maddelerin mol sayıları ve kütleleri korunur.

Anahtar Kavram

Gaz katsayıları eşit olan heterojen denge tepkimelerinde hacim değişiminin dengeye, derişimlere, basınçlara ve tepkime hızına etkisi.
Bu soruyu puanla

Konular

Le Chatelier İlkesi: Basınç ve Hacim Etkisi

Bu konudan daha fazla soru