Examkin

Soru

Zorluk: OrtaKısmi Basınçlar Cinsinden Denge Sabiti (Kp) ve Kp-Kc İlişkisi
Belirli bir sıcaklıkta gerçekleşen,
N2O4(g)⇌2NO2(g)N_2O_4(g) \rightleftharpoons 2NO_2(g)
tepkimesinin derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) 0,250,25 ve kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (KpK_p) 11,211,2 olarak ölçülmüştür.
Buna göre, bu tepkimenin gerçekleştiği sıcaklık kaç ∘C^\circ\text{C}'dir?
(R=22,4273 L⋅atm/mol⋅KR = \frac{22,4}{273}\text{ L}\cdot\text{atm/mol}\cdot\text{K} alınız.)
  1. A
    0
  2. B
    100
  3. 273Cevap
  4. D
    546
  5. E
    819

Cevap

Tepkimenin gerçekleştiği sıcaklık 273 °C'dir.
Denge sabiti ilişkisi Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c(RT)^{\Delta n} formülüyle tanımlanır. Tepkime için Δn=2−1=1\Delta n = 2 - 1 = 1'dir. Verilen Kp=11,2K_p = 11,2 ve Kc=0,25K_c = 0,25 değerleri yerine konulduğunda 11,2=0,25×(RT)1  ⟹  RT=44,811,2 = 0,25 \times (RT)^1 \implies RT = 44,8 elde edilir. Buradan T=546 KT = 546\text{ K} bulunur. Celsius cinsinden sıcaklık ise t=546−273=273 ∘Ct = 546 - 273 = 273\ ^\circ\text{C} olarak doğru bir şekilde hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimenin gaz fazındaki maddeleri için katsayı farkı (Δn\Delta n) hesaplanır.
Δn=2−1=1\Delta n = 2 - 1 = 1
KpK_p ve KcK_c arasındaki ilişkide sadece gaz fazındaki maddelerin katsayıları dikkate alınır. Ürünlerdeki gaz katsayıları toplamından girenlerdeki gaz katsayıları toplamı çıkarılır.
2
Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c(RT)^{\Delta n} formülü kullanılarak RTRT değeri çekilir.
11,2=0,25×(RT)1  ⟹  RT=44,811,2 = 0,25 \times (RT)^1 \implies RT = 44,8
Denge sabitleri arasındaki matematiksel ilişkiyi kurarak mutlak sıcaklığın bulunması için gerekli olan RTRT ��arpımına ulaşmak.
3
R=22,4273R = \frac{22,4}{273} değeri yerine yazılarak Kelvin cinsinden sıcaklık (TT) hesaplanır.
T=44,8R=44,8×27322,4=546 KT = \frac{44,8}{R} = 44,8 \times \frac{273}{22,4} = 546\text{ K}
İdeal gas sabiti yardımıyla sistemin mutlak sıcaklığını Kelvin cinsinden belirlemek.
4
Kelvin cinsinden bulunan sıcaklık Celsius (∘C^\circ\text{C}) birimine dönüştürülür.
t=T−273=546−273=273 ∘Ct = T - 273 = 546 - 273 = 273\ ^\circ\text{C}
Soruda istenen sıcaklık birimi Celsius olduğu için mutlak sıcaklıktan 273 çıkarılarak hedef değere ulaşılır.

Anahtar Kavram

Kısmi basınçlar denge sabiti (KpK_p) ile derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) arasındaki ilişki Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c(RT)^{\Delta n} eşitliği ile kurulur. Burada Δn\Delta n yalnızca gaz fazındaki maddelerin katsayıları farkıdır.

Alternatif Yöntem

Derişimler cinsinden denge sabiti ile kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti arasındaki geçişi her bir gazın ideal gaz denklemindeki P=MRTP = MRT ilişkisinden yararlanarak kısmi basınçlarını tek tek yazıp KpK_p bağıntısında yerine koyarak da görebiliriz.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Kısmi Basınçlar Cinsinden Denge Sabiti (Kp) ve Kp-Kc İlişkisi

Bu konudan daha fazla soru