Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorLe Chatelier İlkesi: Basınç ve Hacim Etkisi

Belirli bir sıcaklıkta, sürtünmesiz hareketli pistonlu kapalı bir kapta gaz fazında gerçekleşen;

COCl2(g)⇌CO(g)+Cl2(g)COCl_2(g) \rightleftharpoons CO(g) + Cl_2(g)

tepkimesi dengededir. Aynı sıcaklıkta piston yukarı doğru çekilerek kabın hacmi iki katına çıkarılıyor ve sistemin yeniden dengeye gelmesi sağlanıyor.

Buna göre, yeni kurulan denge durumu ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

  1. A
    COCl2(g)COCl_2(g) gazının yeni dengedeki derişimi, başlangıçtaki derişiminin yarısından daha azdır.
  2. B
    Yeni dengedeki toplam gaz basıncı, başlangıçtaki toplam basıncın yarısından daha fazladır.
  3. Denge ürünler yönüne kaydığı için yeni dengedeki ileri tepkime hızı, başlangıç dengesindeki ileri tepkime hızından daha büyüktür.Cevap
  4. D
    CO(g)CO(g) gazının yeni dengedeki mol sayısı başlangıçtakine göre artarken, derişimi azalmıştır.
  5. E
    Tepkimenin denge sabitinin (KcK_c) değeri değişmemiştir.

Cevap

Denge ürünler yönüne kaydığı için yeni dengedeki ileri tepkime hızı, başlangıç dengesindeki ileri tepkime hızından daha büyüktür ifadesi yanlıştır. Hacim artışından dolayı tüm gazların derişimleri ve dolayısıyla hem ileri hem de geri tepkime hızları başlangıçtaki değerlerine göre azalmıştır.
Yanlış olan ifade, denge ürünler yönüne kaydığı için yeni dengedeki ileri tepkime hızının başlangıçtakinden daha büyük olduğunu belirten seçenektir. Çünkü kap hacmi genişletildiğinde ortamdaki tüm gazların derişimi azalır. İleri tepkime hızı doğrudan reaktif olan fosgen gazının derişimine (vi=ki[COCl2]v_i = k_i [COCl_2]) bağlıdır. Fosgen derişimi azaldığı için ileri tepkime hızı da azalır.

Adım Adım Çözüm

1
Hacim artışının derişimlere etkisini belirleme
Kabın hacmi 2 katına çıkarıld��ğında, kaptaki tüm gazların (COCl2COCl_2, COCO, Cl2Cl_2) derişimleri anlık olarak yarıya (1/21/2) düşer.
Derişim formülü M=n/VM = n/V olup, sabit mol sayısında hacmin 2 katına çıkması derişimi yarıya indirir.
2
Le Chatelier ilkesine göre dengenin kayma yönünü belirleme
Tepkimede girenlerde 1 mol gaz (COCl2COCl_2), ürünlerde ise 2 mol gaz (CO+Cl2CO + Cl_2) bulunmaktadır. Hacim artışı nedeniyle azalan basıncı ve derişimleri artırmak için denge, gaz mol sayısının daha çok olduğu ürünler yönüne kayar.
Le Chatelier ilkesine göre hacim artırıldığında sistem, basıncı artırabilmek amacıyla gaz fazındaki katsayılar toplamının daha fazla olduğu tarafa doğru ilerler.
3
Yeni dengedeki madde miktarlarını ve derişimlerini analiz etme
Dengenin ürünler lehine kaymasıyla COCl2COCl_2 harcanır, mol sayısı azalır ve yeni derişimi başlangıçtakinin yarısından daha az olur ([COCl2]2<0,5⋅[COCl2]1[COCl_2]_2 < 0,5 \cdot [COCl_2]_1). Ürünlerdeki COCO ve Cl2Cl_2 mol sayıları artar ancak hacim artışının etkisi baskın olduğundan derişimleri başlangıçtakine göre azalmış olur (0,5⋅[CO]1<[CO]2<[CO]10,5 \cdot [CO]_1 < [CO]_2 < [CO]_1).
Hacim artışına karşı sistemin verdiği tepki (ürünlere kayma), hacim artışının yarattığı derişim düşüşünü tamamen telafi edemez.
4
Tepkime hızlarındaki değişimi değerlendirme
İleri tepkime hızı vi=ki[COCl2]v_i = k_i [COCl_2] şeklindedir. Yeni dengede COCl2COCl_2 derişimi başlangıçtakinin yarısından daha az olduğu için, yeni dengedeki ileri tepkime hızı başlangıçtaki hıza göre azalmıştır (vi,2<vi,1v_{i,2} < v_{i,1}). Aynı şekilde geri tepkime hızı da azalmıştır.
Sıcaklık sabit olduğundan hız sabiti (kk) değişmez; hız doğrudan derişime bağlıdır ve tüm derişimler azaldığından hızlar da azalmıştır.

Anahtar Kavram

Hacim değişiminin kimyasal dengeye etkisi ve derişim-hız ilişkisi
Tahmini Süre:3m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Le Chatelier İlkesi: Basınç ve Hacim Etkisi

Bu konudan daha fazla soru