Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorLe Chatelier İlkesi: Sıcaklık Etkisi
Sürtünmesiz ideal pistonlu kapalı bir kapta, 2X(g)⇌Y(g)+Z(g)ΔH<02X(g) \rightleftharpoons Y(g) + Z(g) \quad \Delta H < 0 denklemine göre dengede bulunan gaz fazındaki bir sisteme yapılan sıcaklık artışı etkisiyle ilgili 'Yeni kurulan dengede X(g)X(g) gazının kısmi basıncı ilk denge durumuna göre azalır.' ifadesi doğru mudur?

Cevap: Cevap

Cevap

İfade yanlıştır. Tepkime ekzotermik olduğundan sıcaklık artışı dengeyi girenler yönüne kaydırır ve XX gazının mol sayısını artırır. Tepkimede giren ve ürünlerin gaz katsayıları toplamı eşit olduğundan toplam gaz mol sayısı değişmez. İdeal pistonlu kapta toplam basınç sabit olduğundan, mol sayısı artan XX gazının kısmi basıncı artar.
İfade yanlıştır. Tepkime ekzotermik olduğundan sıcaklık artırıldığında denge sola (girenler yönüne) kayar ve X gazının mol sayısı artar. Tepkimenin her iki tarafındaki gaz katsayıları toplamı eşit olduğundan toplam mol sayısı değişmez. Sabit basınçlı ideal pistonlu kapta toplam basınç sabit olduğundan, mol kesri artan X gazının kısmi basıncı da artar.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık artışının Le Chatelier ilkesine göre denge yönüne etkisini belirleme
Tepkime ekzotermik (ΔH<0\Delta H < 0) olduğundan, sıcaklığın artırılması dengeyi girenler (sola) yönüne kaydırır.
Le Chatelier ilkesine göre sistem, yapılan sıcaklık artışı etkisini azaltmak için ısıyı harcayacak yönde (endotermik yönde, yani sola doğru) hareket eder.
2
Sıcaklık artışının kaptaki toplam gaz mol sayısına etkisini inceleme
Denge sola kaydığında 2 mol X2\text{ mol } X gazı oluşurken 1 mol Y1\text{ mol } Y ve 1 mol Z1\text{ mol } Z gazı harcanır. Δn=0\Delta n = 0 (2−(1+1)=02 - (1+1) = 0) olduğundan, toplam gaz mol sayısı (nTn_T) değişmez.
Tepkimenin her iki tarafındaki gaz katsayıları toplamı birbirine eşit olduğundan, dengenin sağa veya sola kayması toplam mol sayısını etkilemez.
3
İdeal pistonlu kapta toplam basınç ve hacim ilişkisini kurarak kısmi basınç değişimini hesaplama
Pistonlu kapta toplam basınç (PtoplamP_{\text{toplam}}) sabittir. XX gazının kısmi basıncı PX=nXnT⋅PtoplamP_X = \frac{n_X}{n_T} \cdot P_{\text{toplam}} formülüyle hesaplanır. nTn_T ve PtoplamP_{\text{toplam}} sabitken nXn_X arttığı için PXP_X artar.
Kısmi basınç, gazın mol kesri ile toplam basıncın çarpımına eşittir. Toplam mol sayısı ve toplam basınç değişmeyip sadece XX gazının mol sayısı arttığı için kısmi basıncı artar.

Anahtar Kavram

Ekzotermik denge tepkimelerinde sıcaklık artışının Le Chatelier ilkesine göre denge yönüne, toplam mol sayısına ve ideal pistonlu kapta kısmi basınçlara etkisi.
Bu soruyu puanla

Konular

Le Chatelier İlkesi: Sıcaklık Etkisi

Bu konudan daha fazla soru