Soru

Zorluk: OrtaLe Chatelier İlkesi: Sıcaklık Etkisi

Belirli bir sıcaklıkta sabit hacimli kapalı bir kapta,

H2(g)+I2(g)2HI(g)H_2(g) + I_2(g) \rightleftharpoons 2HI(g)

tepkimesi dengededir. Karışımdaki gazlardan I2I_2 mor renkli, H2H_2 ve HIHI ise renksizdir. Sistem ısıtıldığında mor rengin açıldığı gözleniyor. Buna göre, bu denge sistemi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. A
    Sıcaklık artırıldığında mor rengin açılmasına neden olan yönelme gerçekleşse de denge sabiti (KcK_c) değeri sabit kalır.
  2. B
    Aynı sıcaklıkta kabın hacmi artırıldığında gaz katsayıları toplamı eşit olduğundan dengenin ürünler yönüne kayması beklenir.
  3. Tepkime endotermik (ısı alan) olup sıcaklık artırıldığında denge sabiti (KcK_c) değeri artar.Cevap
  4. D
    Tepkimenin kısmi basınçlar denge sabiti (KpK_p) ile derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) arasındaki ilişki Kp=Kc(RT)2K_p = K_c(RT)^2 şeklindedir.
  5. E
    Kaba uygun bir katalizör ilave edilirse tepkimenin entalpi değişimi (ΔH\Delta H) küçülür ve mor rengin açılma hızı artar.

Cevap

Tepkimenin endotermik (ısı alan) olduğunu ve sıcaklık artışıyla denge sabitinin (Kc) büyüdüğünü belirten ifade doğrudur.
Sıcaklık artırıldığında mor renkli olan iyot gazının derişimi azaldığı için sistem ürünler lehine hareket etmiştir. Sıcaklık artışıyla ürünler yönüne kayan tepkimeler endotermiktir. Endotermik tepkimelerde sıcaklık artışı denge sabitini büyütür.

Adım Adım Çözüm

1
Renk değişimine bakarak dengenin kaydığı yönü belirleme
Dengenin ürünler (sağ) yönüne kaydığı anlaşılır.
Mor renk yalnızca iyot gazına (I2I_2) aittir. Sıcaklık artırıldığında mor rengin açılması, I2I_2 gazının harcandığını ve derişiminin azaldığını gösterir.
2
Le Chatelier ilkesine göre tepkimenin ısı yönünü (entalpisini) tayin etme
Tepkime endotermiktir (ΔH>0\Delta H > 0).
Sıcaklık artırıldığında sistem ısıyı azaltmak için ısının olmadığı yöne (ürünlere) kayar. Bu durum ısının girenler tarafında yazıldığı endotermik tepkimelere özgüdür.
3
Sıcaklık değişiminin denge sabiti üzerindeki etkisini yorumlama
Denge sabiti (KcK_c) değeri artar.
Endotermik tepkimelerde sıcaklık artışı dengeyi ürünler yönüne kaydırdığı için ürün derişimlerinin giren derişimlerine oranı olan denge sabiti büyür.

Anahtar Kavram

Sıcaklık değişiminin kimyasal dengeye ve denge sabitine etkisi
Bu soruyu puanla