Examkin

Soru

Zorluk: OrtaDenge Sabiti (Kc) Hesaplamaları

Belirli bir sıcaklıkta 2 L2\text{ L}'lik sabit hacimli bo�� bir kaba 22,8 g NH2COONH4(k)22,8\text{ g } NH_2COONH_4(k) (amonyum karbamat) katısı ve 0,2 mol NH3(g)0,2\text{ mol } NH_3(g) gazı konuluyor.

Sistem aynı sıcaklıkta,
NH2COONH4(k)⇌2NH3(g)+CO2(g)NH_2COONH_4(k) \rightleftharpoons 2NH_3(g) + CO_2(g)
denklemine göre dengeye ulaştığında kapta toplam 0,5 mol0,5\text{ mol} gaz bulunduğu tespit ediliyor.

Buna göre, tepkimenin gerçekleştiği sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) kaçtır?
(NH2COONH4=76 g/molNH_2COONH_4 = 76\text{ g/mol} ; katının hacmi ihmal edilecektir.)

  1. A
    1,6×10−21,6 \times 10^{-2}
  2. B
    2×10−22 \times 10^{-2}
  3. 2×10−32 \times 10^{-3}Cevap
  4. D
    1×10−21 \times 10^{-2}
  5. E
    8×10−38 \times 10^{-3}

Cevap

Tepkimenin derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) değeri 2×10−32 \times 10^{-3} olarak bulunur.
Tepkime denklemi incelendiğinde amonyum karbamat katı halde, amonyak ve karbondioksit ise gaz halindedir. Bu nedenle denge bağıntısı Kc=[NH3]2⋅[CO2]K_c = [NH_3]^2 \cdot [CO_2] şeklindedir. Dengedeki toplam gaz mol sayısı 0,5 mol0,5\text{ mol} olarak verildiğinden, başlangıçtaki amonyak gazı da dikkate alınarak denge anındaki gaz mol sayıları n(NH3)=0,4 moln(NH_3) = 0,4\text{ mol} ve n(CO2)=0,1 moln(CO_2) = 0,1\text{ mol} olarak bulunur. Kabın hacmi 2 L2\text{ L} olduğundan bu gazların denge derişimleri sırasıyla 0,2 M0,2\text{ M} ve 0,05 M0,05\text{ M} olur. Bu değerler bağıntıda yerine yazıldığında doğru denge sabiti 2×10−32 \times 10^{-3} olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimeye giren amonyum karbamat katısının başlangıç mol sayısını hesaplamak.
n(NH2COONH4)=22,8 g76 g/mol=0,3 moln(NH_2COONH_4) = \frac{22,8\text{ g}}{76\text{ g/mol}} = 0,3\text{ mol} olarak bulunur.
Başlangıçtaki katı miktarını mol cinsinden ifade etmek için kütle mol kütlesine bölünür.
2
Tepkime denklemini yazarak başlangıç, değişim ve denge durumlarını belirlemek.
Tepkime: NH2COONH4(k)⇌2NH3(g)+CO2(g)NH_2COONH_4(k) \rightleftharpoons 2NH_3(g) + CO_2(g)
Başlangıçta: 0,3 mol NH2COONH4(k)0,3\text{ mol } NH_2COONH_4(k) ve 0,2 mol NH3(g)0,2\text{ mol } NH_3(g) vardır, CO2(g)CO_2(g) yoktur.
Değişimde: Katıdan x molx\text{ mol} harcanırken, amonyaktan 2x mol2x\text{ mol}, karbondioksitten x molx\text{ mol} oluşur.
Denge anında: 0,3−x mol NH2COONH4(k)0,3 - x\text{ mol } NH_2COONH_4(k), 0,2+2x mol NH3(g)0,2 + 2x\text{ mol } NH_3(g) ve x mol CO2(g)x\text{ mol } CO_2(g) bulunur.
Katsayılar arasındaki mol ilişkisini kurarak denge anındaki miktarları bilinmeyen cinsinden ifade etmek gerekir.
3
Dengedeki toplam gaz mol sayısından yararlanarak bilinmeyen (xx) değerini bulmak.
Dengedeki toplam gaz mol sayısı: n(toplam gaz)=n(NH3)+n(CO2)=(0,2+2x)+x=0,5 moln(\text{toplam gaz}) = n(NH_3) + n(CO_2) = (0,2 + 2x) + x = 0,5\text{ mol}
0,2+3x=0,5⇒3x=0,3⇒x=0,1 mol0,2 + 3x = 0,5 \Rightarrow 3x = 0,3 \Rightarrow x = 0,1\text{ mol} olarak bulunur.
Katılar gaz fazında olmadığından toplam gaz mol sayısı hesabına dahil edilmez.
4
Denge anındaki gazların mol sayılarını derişimlerine (molarite) dönüştürmek.
Denge anında:
n(NH3)=0,2+2(0,1)=0,4 mol⇒[NH3]=0,4 mol2 L=0,2 Mn(NH_3) = 0,2 + 2(0,1) = 0,4\text{ mol} \Rightarrow [NH_3] = \frac{0,4\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,2\text{ M}
n(CO2)=0,1 mol⇒[CO2]=0,1 mol2 L=0,05 Mn(CO_2) = 0,1\text{ mol} \Rightarrow [CO_2] = \frac{0,1\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,05\text{ M} olarak hesaplanır.
Denge sabiti bağıntısında kullanılmak üzere mol değerleri kabın hacmine (V=2 LV = 2\text{ L}) bölünerek molariteler bulunur.
5
Denge sabiti (KcK_c) bağıntısını yazıp derişimleri yerine koyarak hesaplama yapmak.
Kc=[NH3]2⋅[CO2]K_c = [NH_3]^2 \cdot [CO_2]
Kc=(0,2)2⋅0,05=0,04⋅0,05=0,002=2×10−3K_c = (0,2)^2 \cdot 0,05 = 0,04 \cdot 0,05 = 0,002 = 2 \times 10^{-3} olarak hesaplanır.
Tepkime heterojen olduğundan katı haldeki amonyum karbamat bağıntıya dahil edilmez, sadece gazların derişimleri katsayıları üs alınarak yazılır.

Anahtar Kavram

Heterojen denge tepkimelerinde katı ve sıvı maddelerin derişimleri sabit kabul edildiğinden denge bağıntısında (KcK_c) yer almazlar. Denge sabiti hesaplanırken sadece gazların ve sulu çözeltilerin derişimleri, tepkime denklemindeki katsayıları üs olarak alınarak çarpılır.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Denge Sabiti (Kc) Hesaplamaları

Bu konudan daha fazla soru