Tüm alıştırma soruları

8734 soru

Soru 3381Soru
Sabit hacimli kapalı bir kapta gerçekleşen,
X2(g)+Y2(g)2XY(g)ΔH<0X_2(g) + Y_2(g) \rightleftharpoons 2XY(g) \quad \Delta H < 0
tepkimesi dengededir.
Buna göre, bu denge sisteminin sıcaklığı düşürüldüğünde gerçekleşen değişimler ile ilgili,
I. Denge ürünler lehine kayar.
II. Denge sabiti (KcK_c) büyür.
III. Kaptaki toplam gaz basıncı azalır.
yargılarından hangileri doğrudur?
Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I, II ve III

Cevap

Denge ürünler lehine kayar, denge sabiti büyür ve kaptaki toplam gaz basıncı azalır ifadelerinin tamamı doğrudur.
Tepkime ekzotermik olduğundan, sıcaklık düşürüldüğünde Le Chatelier ilkesine göre denge ürünler lehine kayar. Bu durum ürünlerin derişimini artırırken girenlerin derişimini azaltır ve Kc değerinin büyümesini sağlar. Sabit hacimli kapta tepkimenin iki tarafındaki gaz katsayıları eşit olduğundan denge kayması toplam mol sayısını değiştirmez, ancak sıcaklık azaldığı için kaptaki toplam gaz basıncı azalır. Bu nedenle öncüllerin tümü doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimenin entalpi değişimini (ΔH<0\Delta H < 0) belirlemek.
Tepkime ekzotermiktir (ısı veren). Isı, ürünler tarafında yer alır.
Sıcaklık değişiminin denge yönüne etkisini belirlemek için ısının hangi tarafta olduğunu bilmek gerekir.
2
Sıcaklık düşüşünün denge yönüne ve denge sabitine (KcK_c) etkisini analiz etmek.
Sıcaklık düşürüldüğünde Le Chatelier ilkesine göre sistem ısıyı artırmak için ürünler (sağa) yönüne kayar. Ürün derişimleri artıp giren derişimleri azalacağı için KcK_c değeri büyür.
Ekzotermik tepkimelerde sıcaklık azaldığında denge ürünler lehine kayar ve KcK_c değeri sıcaklıkla ters orantılı olarak artar.
3
Sıcaklık düşüşünün kaptaki toplam gaz basıncına etkisini hesaplamak.
Tepkimede girenlerin gaz katsayısı toplamı (1+1=21+1=2) ile ürünlerin gaz katsayısı toplamı (22) eşit olduğundan denge kayması toplam gaz mol sayısını (nn) değiştirmez. İdeal gaz denklemine göre (PV=nRTP\cdot V = n\cdot R\cdot T), sabit hacimli kapta (VV sabit) mol sayısı da (nn sabit) değişmediğinde sıcaklık (TT) düşerse toplam gaz basıncı (PP) azalır.
Kaptaki toplam gaz basıncı, gazların mol sayısı ve sıcaklık ile doğrudan ilişkilidir.

Anahtar Kavram

Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın düşürülmesi dengeyi ürünler yönüne kaydırır, denge sabitini (Kc) artırır ve sabit hacimde toplam gaz basıncını düşürür.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3382Soru

Sıcaklığ�� artırılan ekzotermik bir denge tepkimesinde, sistem girenler yönüne kayarak yeni bir denge kurulurken hem ileri hem de geri tepkime hızı başlangıç durumuna göre artar ve derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) küçülür.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Verilen ifade doğrudur. Sıcaklık artışı ekzotermik tepkimelerde dengeyi girenler lehine bozarak denge sabitini (KcK_c) küçültürken, kinetik olarak hem ileri hem de geri tepkime hızlarının artmasını sağlar.
Verilen ifade doğrudur çünkü sıcaklık artışı tüm tepkime hızlarını artırırken, ekzotermik tepkimelerde ürünlerin girenlerden daha hızlı artan geri tepkime hızı nedeniyle girenler yönüne kaymaya ve dolayısıyla KcK_c değerinin küçülmesine yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkime entalpisi ve sıcaklık ilişkisini analiz etme
Ekzotermik bir tepkimede ısı ürünler tarafındadır. Sıcaklık artırıldığında Le Chatelier ilkesine göre sistem ısıyı azaltmak için girenler (sol) yönüne hareket eder.
Sıcaklık etkisinin denge yönüne olan etkisini belirlemek için.
2
Denge sabitinin (KcK_c) sıcaklıkla değişimini inceleme
Denge girenler yönüne kaydığı için ürün derişimleri azalırken giren derişimleri artar. Bu durum KcK_c ifadesindeki ürün/giren oranını azaltacağından KcK_c değeri küçülür.
KcK_c'nin sadece sıcaklıkla değiştiğini ve ekzotermik tepkimelerde sıcaklık artışıyla küçüldüğünü doğrulamak için.
3
Sıcaklığın tepkime hızlarına etkisini değerlendirme
Sıcaklık artışı, reaksiyonun yönünden bağımsız olarak taneciklerin kinetik enerjisini artırır ve hem ileri hem de geri yöndeki hız sabitlerini (kik_i ve kgk_g) büyütür. Dolayısıyla hem ileri hem de geri tepkime hızı artar.
Sıcaklık artışının kinetik etkisini (hız üzerindeki etki) termodinamik etkiden (denge yönü) ayırt etmek için.

Anahtar Kavram

Sıcaklık artışı, denge yönünden bağımsız olarak hem ileri hem de geri tepkime hızını artırırken, ekzotermik tepkimelerde dengeyi girenler yönüne kaydırarak denge sabitini (KcK_c) küçültür.
Soru 3383Soru

Gümüş (AgAg) elektrotlar ve farklı derişimlerde Ag+(suda)Ag^+(suda) çözeltileri kullanılarak hazırlanan bir derişim pilinin şeması aşağıda verilmiştir:

Ag(k)Ag+(0,001 M)Ag+(0,1 M)Ag(k)Ag(k) \mid Ag^+(0,001\text{ M}) \parallel Ag^+(0,1\text{ M}) \mid Ag(k)

Buna göre, 25 C25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklıkta hazırlanan bu pilin başlangıç potansiyeli (EpilE_{\text{pil}}) kaç volttur?

(25 C25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklıkta Nernst denklemindeki sabit değeri 0,060,06 alınız.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,120,12

Cevap

Pilin başlangıç potansiyeli 0,12 V0,12\text{ V}'tur.
Derişim pillerinde standart pil potansiyeli sıfırdır. Derişimi az olan yarı hücre (0,001 M0,001\text{ M}) anot, derişimi fazla olan yarı hücre (0,1 M0,1\text{ M}) ise katottur. AgAg++eAg \rightarrow Ag^+ + e^- tepkimesine göre alınan-verilen elektron sayısı 1'dir. Nernst eşitliği uygulandığında pil potansiyeli 0,12 V0,12\text{ V} olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Anot ve katot yarı hücrelerinin belirlenmesi
0,001 M Ag+0,001\text{ M } Ag^+ içeren yarı hücre anot, 0,1 M Ag+0,1\text{ M } Ag^+ içeren yarı hücre ise katottur.
Derişim hücrelerinde derişimi küçük olan taraf anot, büyük olan taraf katot görevi görür.
2
Nernst denkleminde verilerin yerine konması
Epil=Epil00,06nlogQE_{\text{pil}} = E^0_{\text{pil}} - \frac{0,06}{n} \log Q denkleminde Epil0=0 VE^0_{\text{pil}} = 0\text{ V}, n=1n = 1 ve Q=0,0010,1=102Q = \frac{0,001}{0,1} = 10^{-2} yazılır.
Derişim pillerinin standart potansiyeli (Epil0E^0_{\text{pil}}) sıfırdır. AgAg++eAg \rightarrow Ag^+ + e^- yarı tepkimesine göre aktarılan elektron sayısı (nn) 1'dir.
3
Matematiksel hesaplamanın yapılması
Epil=00,061log(102)=0,06×(2)=0,12 VE_{\text{pil}} = 0 - \frac{0,06}{1} \log(10^{-2}) = -0,06 \times (-2) = 0,12\text{ V}
Logaritma tabanında log(102)=2\log(10^{-2}) = -2 olduğundan, eksi işaretlerinin çarpımı sonucu pozitif bir gerilim elde edilir.

Anahtar Kavram

Derişim hücrelerinde başlangıç gerilimi, yarı hücrelerdeki iyon derişimlerinin oranına bağlı olarak Nernst eşitliği yardımıyla hesaplanır. Çalışan bir pilde pil potansiyeli daima sıfırdan büyüktür.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3384Soru

Şekildeki sabit sıcaklıktaki sistemde, VV hacimli birinci kapta 3 atm3\text{ atm} basınçta He\text{He} gazı bulunmaktadır. 2V2V hacimli ikinci kapta ise dipte H2O\text{H}_2\text{O} sıvısı ve üzerinde dengede H2O\text{H}_2\text{O} buharı ile Ne\text{Ne} gazı bulunmaktadır. İkinci kaptaki toplam basınç 780 mmHg780\text{ mmHg} olarak ölçülmüştür.

Aynı sıcaklıkta kaplar arasındaki M musluğu açılıp sistemin yeniden dengeye gelmesi sağlanıyor.

25C25^\circ\text{C}'de suyun denge buhar basıncı 30 mmHg30\text{ mmHg} olduğuna ve sıvı hacmindeki değişim ihmal edildiğine göre, son durumda sistemin toplam basıncı kaç mmHg\text{mmHg} olur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1290

Cevap

Son durumda sistemin toplam basıncı 1290 mmHg olur.
Musluk açıldığında helyum ve neon gazları toplam 3V3V hacmine yayılarak kısmi basınçlarını düşürürler. Helyum gazının basıncı 760 mmHg760\text{ mmHg}, neon gazının basıncı ise 500 mmHg500\text{ mmHg} olur. Sıcaklık değişmediği ve ortamda sıvı su bulunmaya devam ettiği için suyun denge buhar basıncı 30 mmHg30\text{ mmHg} olarak sabit kalır. Gazların son durumdaki kısmi basınçları ile suyun denge buhar basıncı toplandığında toplam basınç 1290 mmHg1290\text{ mmHg} bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Helyum gazının başlang��ç basıncını atm biriminden mmHg birimine çevirmek.
PHe=3 atm×760 mmHg/atm=2280 mmHgP_{He} = 3\text{ atm} \times 760\text{ mmHg/atm} = 2280\text{ mmHg}
Hesaplamaların aynı basınç birimi üzerinden yapılabilmesi için birim dönüşümü gereklidir.
2
İkinci kaptaki neon gazının başlangıç kısmi basıncını bulmak.
PNe=PtoplamPH2O=780 mmHg30 mmHg=750 mmHgP_{Ne} = P_{\text{toplam}} - P_{H_2O} = 780\text{ mmHg} - 30\text{ mmHg} = 750\text{ mmHg}
İkinci kapta toplam basınç, neon gazı ile su buharın��n kısmi basınçlarının toplamına eşittir.
3
Musluk açıldıktan sonra gazların son hacmini belirlemek.
Vson=V1+V2=V+2V=3VV_{\text{son}} = V_1 + V_2 = V + 2V = 3V
Musluk açıldığında gazlar birbirine bağlı her iki kabın toplam hacmine yayılır.
4
Helyum gazının son durumdaki kısmi basıncını hesaplamak.
PHe=PHe×V1Vson=2280 mmHg×V3V=760 mmHgP'_{He} = P_{He} \times \frac{V_1}{V_{\text{son}}} = 2280\text{ mmHg} \times \frac{V}{3V} = 760\text{ mmHg}
Sıcaklık sabit olduğundan Boyle Yasası yardımıyla son kısmi basınç bulunur.
5
Neon gazının son durumdaki kısmi basıncını hesaplamak.
PNe=PNe×V2Vson=750 mmHg×2V3V=500 mmHgP'_{Ne} = P_{Ne} \times \frac{V_2}{V_{\text{son}}} = 750\text{ mmHg} \times \frac{2V}{3V} = 500\text{ mmHg}
Sıcaklık sabit olduğundan Boyle Yasası yardımıyla son kısmi basınç bulunur.
6
Suyun denge buhar basıncının durumunu belirlemek.
PH2O=30 mmHgP'_{H_2O} = 30\text{ mmHg}
Sıcaklık sabit kaldığı ve kapta hâlâ sıvı su bulunduğu sürece suyun denge buhar basıncı değişmez.
7
Son durumdaki toplam basıncı hesaplamak.
Ptoplam, son=PHe+PNe+PH2O=760+500+30=1290 mmHgP_{\text{toplam, son}} = P'_{He} + P'_{Ne} + P'_{H_2O} = 760 + 500 + 30 = 1290\text{ mmHg}
Dalton Kısmi Basınçlar Yasası gereği kaptaki toplam basınç gazların kısmi basınçlarının toplamıdır.

Anahtar Kavram

Gaz karışımlarında kısmi basınç ve sıvı üzerinde toplanan gazların denge buhar basıncının değişmezliği.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3385Soru

İki basamakta gerçekleşen bir tepkimenin basamakları aşağıda verilmiştir:

I. Basamak (Yavas¸): A(k)+B(g)C(g)\text{I. Basamak (Yavaş): } A(k) + B(g) \rightarrow C(g)
II. Basamak (Hızlı): C(g)+D(s)E(g)\text{II. Basamak (Hızlı): } C(g) + D(s) \rightarrow E(g)

Buna göre, bu tepkimenin h��z bağıntısı aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: r=k[B]r = k \cdot [B]

Cevap

Tepkime hız bağıntısı r=k[B]r = k \cdot [B] şeklindedir.
Mekanizmalı tepkimelerde reaksiyon hızı yavaş basamağa göre belirlenir. Yavaş basamak olan I. Basamakta girenlerde katı halde A(k)A(k) ve gaz halinde B(g)B(g) bulunmaktadır. Katılar hız bağıntısına yazılmayacağından, hız bağıntısı sadece B(g)B(g) derişimine bağlı olur ve r=k[B]r = k \cdot [B] şeklinde yazılır.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkime hızını belirleyen basamağın belirlenmesi.
Çok basamaklı tepkimelerde hız bağıntısı en yavaş gerçekleşen basamağa (I. Basamak) göre yazılır.
Tepkimenin hızı, en yavaş olan basamağın hızı ile sınırlıdır.
2
Yavaş basamaktaki maddelerin fiziksel hallerinin kontrol edilmesi ve hız bağıntısının yazılması.
Yavaş basamakta yer alan A(k)A(k) katı fazda olduğu için hız bağıntısında yer almaz. Gaz fazındaki B(g)B(g) ise hız bağıntısına yazılır. Böylece hız bağıntısı r=k[B]r = k \cdot [B] olarak elde edilir.
Hız bağıntısına sadece gazlar ve suda çözünmüş (suda) maddeler yazılır; katı ve saf sıvılar yazılmaz.

Anahtar Kavram

Çok basamaklı tepkimelerde hız bağıntısının yavaş basamağa göre ve fiziksel hallere dikkat edilerek yazılması.
Soru 3386Soru

Sabit hacimli kapalı bir kapta,

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<02\text{SO}_2(g) + \text{O}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{SO}_3(g) \quad \Delta H < 0

tepkimesi belirli bir sıcaklıkta dengededir. Sistemin sıcaklığı artırılarak yeniden dengeye ulaşması sağlanıyor.

Buna göre, yeni kurulan denge durumu ile ilgili;

I. İleri ve geri tepkime hızları artmıştır.
II. Kaptaki toplam gaz basıncı artmıştır.
III. Denge sabiti (KcK_c) ve SO3(g)\text{SO}_3(g) molekülleri sayısı azalmıştır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I, II ve III

Cevap

İleri ve geri tepkime hızlarının artması, kaptaki toplam gaz basıncının artması, denge sabiti (KcK_c) ve kükürt trioksit molekülleri sayısının azalması ifadelerinin tamamı doğrudur.
Sıcaklık artışı tüm kimyasal reaksiyonlarda olduğu gibi hem ileri hem de geri hızları artırır, bu yüzden birinci öncül doğrudur. Tepkime ekzotermik olduğundan sıcaklık artışı dengeyi sola kaydırır; bu durum kükürt trioksit miktarını ve denge sabiti (KcK_c) değerini azaltır, bu yüzden üçüncü öncül doğrudur. Denge sola kayarken iki mol gazdan üç mol gaza geçiş olduğundan kaptaki toplam gaz mol sayısı artar; sabit hacimde hem mol sayısı hem de sıcaklık arttığı için toplam gaz basıncı artar, bu yüzden ikinci öncül doğrudur. Dolayısıyla üç öncül de doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık değişiminin tepkime hızlarına etkisini analiz etmek
İleri (rir_i) ve geri (rgr_g) tepkime hızları artar.
Sıcaklık artışı, endotermik veya ekzotermik fark etmeksizin tüm tepkimelerin hız sabitlerini (kk) ve dolayısıyla tepkime hızlarını artırır. Bu nedenle birinci öncül doğrudur.
2
Le Chatelier ilkesine göre sıcaklık artışının denge yönüne etkisini belirlemek
Denge girenler (sol) yönüne kayar.
Tepkime ekzotermiktir (ΔH<0\Delta H < 0), yani ısı ürünler tarafındadır. Sıcaklık artırıldığında sistem ısıyı azaltmak için girenler yönüne (sola) kayar.
3
Denge yönünün madde miktarlarına ve denge sabitine (KcK_c) etkisini değerlendirmek
Denge sabiti (KcK_c) değeri küçülür ve SO3(g)\text{SO}_3(g) molekülleri sayısı azalır.
Dengenin sola kaymasıyla ürünlerdeki SO3(g)\text{SO}_3(g) harcanarak miktarı azalırken, girenlerdeki SO2(g)\text{SO}_2(g) ve O2(g)\text{O}_2(g) miktarları artar. Denge sabiti Kc=[SO3]2[SO2]2[O2]K_c = \frac{[\text{SO}_3]^2}{[\text{SO}_2]^2[\text{O}_2]} bağıntısında pay küçülüp payda büyüdüğü için KcK_c değeri azalır. Sıcaklık değişimi KcK_c değerini değiştiren tek faktördür. Bu nedenle üçüncü öncül doğrudur.
4
Sıcaklık artışı ve denge kaymasının toplam gaz basıncına etkisini hesaplamak
Kaptaki toplam gaz basıncı artar.
Denge sola kaydığında, 2 mol SO3(g)2\text{ mol } \text{SO}_3(g) gazı harcanırken 2 mol SO2(g)2\text{ mol } \text{SO}_2(g) ve 1 mol O2(g)1\text{ mol } \text{O}_2(g) gazı oluşur; yani toplam gaz mol sayısı (nn) artar. Sabit hacimli kapta (VV sabit) ideal gaz denklemine (PV=nRTPV = nRT) göre hem sıcaklık (TT) hem de gaz mol sayısı (nn) arttığı için kaptaki toplam gaz basıncı (PP) artar. Bu nedenle ikinci öncül doğrudur.

Anahtar Kavram

Sıcaklık değişiminin Le Chatelier ilkesine göre denge yönüne, denge sabitine (KcK_c), tepkime hızlarına ve gaz basıncına etkilerinin bütüncül analizi.
Soru 3387Soru

Sabit hacimli kapalı bir kapta gaz fazında gerçekleşen ve denklemi,

A(g)+B(g)C(g)A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g)

olan bir denge tepkimesindeki maddelerin derişimlerinin zamana bağlı değişimi grafikte verilmiştir. Grafik incelendiğinde, t1t_1 anına kadar dengede olan sistemde, bu andan itibaren AA ve BB gazlarının derişimlerinin kademeli olarak artarak t2t_2 anında yeniden sabitlendiği, CC gazının derişiminin ise kademeli olarak azalarak yine t2t_2 anında sabitlendiği görülmektedir.

t1t_1 anında sisteme yapılan tek etkinin sıcaklığı artırmak olduğu bilindiğine göre, bu denge sistemi ile ilgili;

I. Tepkime ekzotermiktir (ısı veren).
II. Yeni kurulan dengede (t2t_2 anından sonra) ileri ve geri tepkime hızları t1t_1 anındakine göre daha fazladır.
III. Sıcaklık artışıyla derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) değeri küçülmüştür.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I, II ve III

Cevap

Tepkime ekzotermiktir, yeni dengede ileri ve geri tepkime hızları başlangıca göre daha fazladır ve denge sabiti küçülmüştür (I, II ve III öncüllerini içeren seçenek doğrudur).
Sıcaklık artışıyla dengenin sola kayması tepkimenin ekzotermik olduğunu gösterir. Sıcaklık artışı tüm tepkime hızlarını artırır ve ekzotermik tepkimelerde denge sabitini küçültür. Dolayısıyla her üç öncül de doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Grafikteki derişim değişimlerini analiz ederek tepkimenin yönünü belirlemek.
t1t_1 anında sıcaklık artırıldığında AA ve BB deri��imlerinin arttığı, CC derişiminin ise azaldığı görülmektedir. Bu durum, dengenin girenler (sol) yönüne kaydığını gösterir.
Le Chatelier ilkesine göre sıcaklık artışı, sistemi ısıyı harcayacak (endotermik) yöne kaydırır.
2
Tepkimenin endotermik mi yoksa ekzotermik mi olduğunu belirlemek.
Sıcaklık artışı dengeyi sola kaydırdığına göre girenler yönü endotermiktir. Bu durumda ileri tepkime ekzotermiktir (ısı veren). Yani I. öncül doğrudur.
Sıcaklık artışının dengeyi girenler yönüne kaydırması, ısının ürünler tarafında olduğunu gösterir.
3
Sıcaklık artışının tepkime hızları üzerindeki etkisini değerlendirmek.
Sıcaklığın artması hem ileri hem de geri tepkime hızını artırır. Yeni dengede (t2t_2 anından sonra) hem ileri hem de geri tepkime hızı, başlangıç dengesindeki (t1t_1 anı) hızlardan daha büyüktür. Bu nedenle II. öncül doğrudur.
Sıcaklık artışı, aktifleşme enerjisini geçen tanecik sayısını ve hız sabitlerini (kik_i ve kgk_g) artırarak reaksiyonları hızlandırır.
4
Sıcaklık değişiminin denge sabiti (KcK_c) üzerindeki etkisini belirlemek.
Denge sabiti bağıntısı Kc=[C][A][B]K_c = \frac{[C]}{[A][B]} şeklindedir. Yeni dengede ürün derişimi azalırken giren derişimleri artmıştır. Bu nedenle KcK_c değeri küçülmüştür. III. öncül doğrudur.
Ekzotermik tepkimelerde sıcaklık artışı denge sabitini (KcK_c) küçültür.

Anahtar Kavram

Sıcaklığın dengeye etkisi (Le Chatelier İlkesi) ve denge sabiti (KcK_c) ile hız ilişkisi.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3388Soru

Standart koşullarda (25C25^\circ\text{C}, 1 atm1\text{ atm}) gerçekleşen aşağıdaki tepkimelerden hangisinin entalpi değişimi (ΔH\Delta H^\circ), oluşan bileşiğin standart molar oluşum entalpisine (ΔHf\Delta H_f^\circ) eşittir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: H2(g)+12O2(g)H2O(s)H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(s)

Cevap

Hidrojen gazı ile oksijen gazından sıvı suyun oluştuğu tepkimenin entalpi değişimi, suyun standart molar oluşum entalpisine eşittir.
Standart molar oluşum entalpisi tanımı gereği, hidrojen gazı (H2(g)H_2(g)) ve oksijen gazının (O2(g)O_2(g)) standart şartlardaki en kararlı element hallerinden başlayarak 1 mol1\text{ mol} sıvı su (H2O(s)H_2O(s)) oluşturduğu tepkimenin entalpisi suyun standart molar oluşum entalpisine eşittir.

Adım Adım Çözüm

1
Standart molar oluşum entalpisi tanım kriterlerini belirlemek.
Bir tepkime entalpisinin oluşan bileşiğin standart molar oluşum entalpisine eşit olabilmesi için reaktiflerin standart koşullarda en kararlı hallerinde bulunan elementler olması ve ��rün olarak sadece 1 mol1\text{ mol} bileşik oluşması gerekir.
Tepkimelerin standart molar oluşum tanımına uyup uymadığını kontrol edecek kriterleri oluşturmak.
2
Seçeneklerdeki reaktifleri ve ürün miktarlarını analiz etmek.
Analiz sonucunda: Karbonmonoksit içeren tepkimenin reaktifi bileşiktir; elmas içeren tepkimenin reaktifi en kararlı allotrop değildir; hidrojen gazı ile iyot gazından iki mol hidrojen iyodür oluşan tepkimede ürün 2 mol2\text{ mol}'dür ve iyot standart koşullarda katıdır; atomik hidrojen içeren tepkimenin reaktifi en kararlı elementel form değildir. Ancak hidrojen ve oksijen gazlarından sıvı su oluşan tepkime tüm şartları sağlar.
Her seçeneğin oluşum entalpisi tanımına uygunluğunu sorgulamak.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpisi, standart koşullarda elementlerin en kararlı hallerinden 1 mol1\text{ mol} bileşik oluşması sırasındaki ısı değişimidir.
Soru 3389Soru

Kimyasal bir tepkimenin sıcaklığı artırıldığında, tepkimenin hız sabiti (kk) ve aktifleşme enerjisi (EaE_a) değerlerinin değişimi aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Hız sabiti (kk) artar, aktifleşme enerjisi (EaE_a) değişmez.

Cevap

Sıcaklık artışı hız sabitini (kk) artırırken, aktifleşme enerjisini (EaE_a) değiştirmez.
Sıcaklık artışı, tepkimeye giren taneciklerin ortalama kinetik enerjisini ve ortalama hızını artırır. Bu durum, etkin çarpışma sayısını ve birim zamanda eşik enerjisini aşan tanecik sayısını artırarak hız sabitinin (kk) büyümesini sağlar. Aktifleşme enerjisi (EaE_a) ise tepkimenin gerçekleşmesi için aşılması gereken minimum enerji engelidir ve sadece katalizör ile değişir; sıcaklık değişiminden etkilenmez. Dolayısıyla hız sabitinin artıp aktifleşme enerjisinin değişmediğini belirten seçenek doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık artışının hız sabitine (kk) etkisini belirleme
Sıcaklık arttığında taneciklerin ortalama kinetik enerjisi ve hızı artar. Bu durum etkin çarpışma frekansını artırarak hız sabiti kk'yi büyütür.
Sıcaklık ile hız sabiti doğru orantılıdır.
2
Sıcaklık artışının aktifleşme enerjisine (EaE_a) etkisini belirleme
Aktifleşme enerjisi (EaE_a) sadece katalizörle değişir. Sıcaklık artışı eşik enerjisini değiştiremez, sadece bu enerjiyi aşan tanecik sayısını artırır.
Eşik enerjisi tepkimeye giren maddelerin türüne ve katalizöre bağlıdır.

Anahtar Kavram

Sıcaklık artışı ortalama kinetik enerjiyi ve hız sabitini (kk) artırır ancak aktifleşme enerjisini (EaE_a) değiştirmez.
Soru 3390Soru

Bir kimyasal tepkimenin potansiyel enerji-tepkime koordinatı grafiğinde yer alan bazı enerji değerleri aşağıda verilmiştir:

* Girenlerin potansiyel enerjisi: 20 kJ20\text{ kJ}
* Aktifleşmiş kompleksin enerjisi: 90 kJ90\text{ kJ}
* Ürünlerin potansiyel enerjisi: 60 kJ60\text{ kJ}

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tepkimenin ileri aktifleşme enerjisi (EaiE_{ai}), geri aktifleşme enerjisinden (EagE_{ag}) büyüktür.

Cevap

Tepkimenin ileri aktifleşme enerjisi (EaiE_{ai}), geri aktifleşme enerjisinden (EagE_{ag}) büyüktür.
İleri aktifleşme enerjisi (Eai=9020=70 kJE_{ai} = 90 - 20 = 70\text{ kJ}), geri aktifleşme enerjisinden (Eag=9060=30 kJE_{ag} = 90 - 60 = 30\text{ kJ}) daha büyüktür. Dolayısıyla, ileri aktifleşme enerjisinin geri aktifleşme enerjisinden büyük olduğunu belirten ifade doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
İleri ve geri aktifleşme enerjilerini hesaplayın.
Eai=9020=70 kJE_{ai} = 90 - 20 = 70\text{ kJ} ve Eag=9060=30 kJE_{ag} = 90 - 60 = 30\text{ kJ} olarak bulunur.
Grafikteki tepe noktası ile girenlerin ve ürünlerin enerjileri arasındaki farklar sırasıyla ileri ve geri aktifleşme enerjilerini verir.
2
Tepkimenin entalpi değişimini (ΔH\Delta H) hesaplayın ve tepkime türünü belirleyin.
ΔH=Hu¨ru¨nlerHgirenler=6020=+40 kJ\Delta H = H_{\text{ürünler}} - H_{\text{girenler}} = 60 - 20 = +40\text{ kJ} (veya ΔH=EaiEag=7030=+40 kJ\Delta H = E_{ai} - E_{ag} = 70 - 30 = +40\text{ kJ}). Tepkime endotermiktir.
Entalpi değişiminin pozitif olması tepkimenin endotermik (ısı alan) olduğunu gösterir.
3
Seçenekleri analiz ederek doğru ifadeyi belirleyin.
Eai>EagE_{ai} > E_{ag} (70>3070 > 30) ilişkisi doğrudur.
Hesaplanan değerler karşılaştırıldığında ileri aktifleşme enerjisinin geri aktifleşme enerjisinden büyük olduğu görülür.

Anahtar Kavram

Endotermik tepkimelerde aktifleşme enerjileri ve kararlılık ilişkileri
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3391Soru

Şekildeki derişim hücresinde I. yarı hücrede 100 mL100\text{ mL} M(NO3)2M(NO_3)_2 çözeltisi, II. yarı hücrede ise 100 mL100\text{ mL} 01 M M(NO3)20{}1\text{ M } M(NO_3)_2 çözeltisi bulunmaktadır. Her iki yarı hücrede de MM metalinden yapılmış elektrotlar kullanılmaktadır.

Bu pil çalışırken I. yarı hücredeki elektrot kütlesinin zamanla azaldığı gözlenmektedir.

Pilin başlangıç potansiyeli 25 C25\text{ }^\circ\text{C}'de 006 V0{}06\text{ V} olduğuna göre, I. yarı hücredeki M2+M^{2+} iyonları derişimi kaç molardır?

(Nernst sabitini 0060{}06 alınız. M(NO3)2M(NO_3)_2 suda tamamen iyonlaşır.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,001

Cevap

I. yarı hücredeki M^{2+} iyonları derişimi 0,001 M olmalıdır.
I. yarı hücrede elektrot kütlesi azaldığı için bu hücre anottur. Derişim hücresinde standart potansiyel sıfırdır ve aktarılan elektron sayısı M2+M^{2+} iyonu nedeniyle 2'dir. Nernst eşitliği kullanılarak anot derişimi 0001 M0{}001\text{ M} olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Anot ve katot yarı hücrelerinin belirlenmesi
I. yarı hücre anot, II. yarı hücre katottur.
Pil çalışırken I. yarı hücredeki elektrot kütlesinin azalması, bu bölmede yükseltgenmenin (anot tepkimesinin) gerçekleştiğini gösterir.
2
Nernst eşitliği ve değişkenlerin yazılması
E_pil = E°_pil - (0,06 / n) * log(Q) denkleminde E°_pil = 0 V (derişim pili olduğu için), n = 2 (M^{2+} iyonu nedeniyle) ve Q = [M^{2+}]_I / 0,1'dir.
Derişim pillerinde standart pil potansiyeli sıfırdır, alınan/verilen elektron sayısı ise metal iyonunun değerliğine eşittir.
3
Verilen değerlerin yerine yazılarak anot derişiminin hesaplanması
0,06 = 0 - (0,06 / 2) * log([M^{2+}]_I / 0,1) işleminden log([M^{2+}]_I / 0,1) = -2 elde edilir. Buradan [M^{2+}]_I / 0,1 = 10^{-2} ve [M^{2+}]_I = 0,001 M bulunur.
Logaritmik ifade çözülerek bilinmeyen derişim değeri yalnız bırakılır.

Anahtar Kavram

Derişim pillerinin çalışma prensibi ve Nernst eşitliği uygulamaları
Soru 3392Soru

Elektrotları ve çözeltilerindeki katyon türleri aynı, fakat katyon derişimleri farklı olan bir derişim hücresinde, seyreltik olan yarı hücreye aynı sıcaklıkta saf su eklendiğinde hücre potansiyeli (EpilE_{\text{pil}}) artar.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Derişim hücrelerinde seyreltik bölmeye saf su eklenmesi hücre potansiyelini artırır.
Verilen ifade doğrudur çünkü derişim pillerinde seyreltik olan yarı hücre anottur ve anot bölmesine su ilavesi anot derişimini azaltarak iki bölme arasındaki derişim farkını büyütür, bu da hücre potansiyelini artırır.

Adım Adım Çözüm

1
Derişim hücresinin anot ve katot yarı hücrelerini belirleyin.
Derişimi küçük olan yarı hücre anot, derişimi büyük olan yarı hücre katottur.
Derişim pillerinde net hücre tepkimesi derişimler eşitlenene kadar istemli olarak gerçekleşir; bu nedenle derişimi az olan tarafta yükseltgenme (anot), fazla olan tarafta indirgenme (katot) olur.
2
Seyreltik yarı hücreye saf su eklenmesinin derişime etkisini analiz edin.
Seyreltik (anot) yarı hücreye saf su eklenmesi, bu bölmedeki katyon derişimini daha da azaltır.
Hacim arttığı için çözünen iyonların molar derişimi (M=nVM = \frac{n}{V}) azalır.
3
Nernst eşitliğini kullanarak hücre potansiyelindeki değişimi yorumlayın.
Katyon derişiminin azalması iki yarı hücre arasındaki derişim farkını artırır ve EpilE_{\text{pil}} değeri yükselir.
Nernst eşitliği olan Epil=0,0592nlog[Anot][Katot]E_{\text{pil}} = - \frac{0,0592}{n} \log \frac{[\text{Anot}]}{[\text{Katot}]} bağıntısında [Anot][\text{Anot}] derişimi azaldıkça logaritmik terim küçülür (daha negatif olur), bu da önündeki negatif işaret ile birlikte pil potansiyelini artırır.

Anahtar Kavram

Derişim hücrelerinde anot ve katot tayini ile derişim değişiminin pil potansiyeline etkisi
Soru 3393Soru
Sürtünmesiz ideal pistonlu kapalı bir kapta, belirli bir sıcaklıkta,
2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH>02\text{SO}_3(g) \rightleftharpoons 2\text{SO}_2(g) + \text{O}_2(g) \quad \Delta H > 0
tepkimesi dengededir.

Sabit dış basınç altında bu sistemin sıcaklığı artırılarak sistemin yeniden dengeye ulaşması sağlanıyor.

Buna göre, yeni kurulan dengede başlangıçtaki denge durumuna göre gerçekleşen değişimler ile ilgili;

I. SO3\text{SO}_3 gazının kısmi basıncı azalır.
II. O2\text{O}_2 gazının derişimi artar.
III. Derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) artar.

yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve III

Cevap

I ve III yargıları kesinlikle doğrudur.
Sıcaklık artışı endotermik tepkimede dengeyi sağa kaydırarak KcK_c'yi kesinlikle artırır. Sabit basınçlı kapta hem sıcaklık artışı hem de mol sayısının artması hacmi genleştirir. SO3\text{SO}_3 gazının mol sayısı azalırken hacim arttığı için kısmi basıncı kesinlikle azalır. O2\text{O}_2 gazının derişimindeki değişim ise hacimsel genleşme oranına bağlı olduğundan kesin değildir. Bu nedenle 'I ve III' seçeneği doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkime entalpisi (ΔH>0\Delta H > 0) üzerinden sıcaklık artışının denge yönüne etkisini belirleme.
Sıcaklık artırıldığında Le Chatelier ilkesine göre sistem, ısıyı azaltmak için ürünler yönüne (sağa) kayar.
Endotermik tepkimelerde ısı girenler tarafındadır. Sıcaklık artışı sistemi ürünler lehine yönlendirir.
2
Sıcaklığın denge sabiti (KcK_c) üzerindeki etkisini değerlendirme.
Denge sabiti (KcK_c) kesinlikle artar.
KcK_c değerini değiştiren tek faktör sıcaklıktır. Endotermik tepkimelerde sıcaklık artışı ile ürün verimi arttığından KcK_c değeri büyür.
3
Sürtünmesiz ideal pistonlu kapta hacim değişimini analiz etme.
Kabın toplam hacmi (VV) kesinlikle artar.
İdeal gaz denklemine (PV=nRTP \cdot V = n \cdot R \cdot T) göre sabit basınçta hem sıcaklık (TT) artmakta hem de denge sağa kayarak toplam gaz mol sayısını (nn) artırmaktadır. Bu iki etken hacmin kesinlikle büyümesine yol açar.
4
SO3\text{SO}_3 gazının kısmi basıncındaki değişimi inceleme.
PSO3P_{\text{SO}_3} değeri kesinlikle azalır.
Denge sağa kaydığından SO3\text{SO}_3 gazının mol sayısı azalırken toplam gaz mol sayısı artar. Bu durum SO3\text{SO}_3 gazının mol kesrini (XSO3X_{\text{SO}_3}) azaltır. Sabit toplam basınçta, PSO3=XSO3PtoplamP_{\text{SO}_3} = X_{\text{SO}_3} \cdot P_{\text{toplam}} bağıntısı gereği kısmi basınç kesinlikle azalır.
5
O2\text{O}_2 gazının derişimindeki değişimi analiz etme.
[O2][\text{O}_2] derişiminin değişimi kesin değildir; artabilir, azalabilir veya sabit kalabilir.
[O2]=nO2V[\text{O}_2] = \frac{n_{\text{O}_2}}{V} bağıntısına göre denge sağa kaydığı için O2\text{O}_2 gazının mol sayısı (nO2n_{\text{O}_2}) artar. Ancak aynı anda kabın hacmi (VV) de artmaktadır. Hacimdeki artış oranı, mol sayısındaki artış oranından daha büyük olursa O2\text{O}_2 derişimi başlangıca göre azalabilir. Bu durum tepkimenin ΔH\Delta H değerinin büyüklüğüne ve sıcaklık değişim miktarına bağlıdır.

Anahtar Kavram

Sürtünmesiz ideal pistonlu kaplarda sıcaklık değişiminin denge yönü, denge sabiti ve derişimler üzerindeki karmaşık etkisi.
Tahmini Süre:3m 0s
Soru 3394Soru

Ekzotermik (ısı veren) dengedeki bir kimyasal tepkimenin sıcaklığı artırıldığında, sistem Le Chatelier ilkesine göre girenler lehine hareket eder ve bu durum denge sabitinin (KcK_c) değerinin küçülmesine neden olur.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Doğru
Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın artırılması, Le Chatelier ilkesi gereğince dengeyi girenler lehine kaydırır ve bu da KcK_c değerini küçültür.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkime türünü belirleme ve ısı konumunu yazma.
Tepkime ekzotermik olduğu için ısı ürünler tarafındadır: GirenlerU¨ru¨nler+Isı\text{Girenler} \rightleftharpoons \text{Ürünler} + \text{Isı}
Ekzotermik tepkimelerde dışarıya ısı verilir, bu nedenle ısı ürünler kısmına yazılır.
2
Sıcaklık artışının denge yönüne etkisini inceleme.
Sıcaklık artırıldığında Le Chatelier ilkesine göre sistem ısıyı azaltmak ister ve ısıyı harcayacak olan girenler yönüne (sola) kayar.
Sistem, yapılan dış etkiyi (sıcaklık artışını) azaltmak için ısının olmadığı yöne yönelir.
3
Denge yönünün denge sabiti (KcK_c) üzerindeki etkisini analiz etme.
Dengenin sola kaymasıyla ürünlerin derişimi azalırken girenlerin derişimi artar. Bu durum Kc=[U¨ru¨nler][Girenler]K_c = \frac{[\text{Ürünler}]}{[\text{Girenler}]} bağıntısına göre KcK_c değerinin küçülmesine yol açar.
Denge sabiti yalnızca sıcaklıkla değişir ve dengenin girenlere kayması payı küçültüp paydayı büyüteceğinden KcK_c küçülür.

Anahtar Kavram

Ekzotermik tepkimelerde sıcaklık artışının denge yönü ve denge sabiti (KcK_c) üzerindeki etkisi
Tahmini Süre:1m 0s
Soru 3395Soru

Belirli bir sıcaklıkta 4 g He4\text{ g } He ve 16 g CH416\text{ g } CH_4 gazlarından oluşan ideal gaz karışımının toplam basıncı 3 atm3\text{ atm} olarak ölçülmüştür. Buna göre, karışımdaki HeHe gazının kısmi basıncı kaç atm\text{atm}'dir? (H=1 g/molH = 1\text{ g/mol}, He=4 g/molHe = 4\text{ g/mol}, C=12 g/molC = 12\text{ g/mol})

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1.5

Cevap

Helyum gazının kısmi basıncı 1,5 atm1,5\text{ atm}'dir.
Karışımdaki helyum (HeHe) gazı 1 mol1\text{ mol} ve metan (CH4CH_4) gazı 1 mol1\text{ mol} olup toplam mol sayısı 2 mol2\text{ mol}'dür. Helyumun mol kesri 0,50,5 olduğundan kısmi basıncı toplam basıncın yarısı, yani 1,5 atm1,5\text{ atm}'dir.

Adım Adım Çözüm

1
Helyum (HeHe) ve metan (CH4CH_4) gazlarının mol sayılarını kütleleri ve mol kütleleri oranından (n=mMAn = \frac{m}{M_A}) bulun.
nHe=1 moln_{He} = 1\text{ mol} ve nCH4=1 moln_{CH_4} = 1\text{ mol}
Kısmi basınç hesaplaması yapabilmek için karışımdaki gazların mol sayıları bilinmelidir.
2
Karışımdaki toplam mol sayısını bulun.
ntoplam=1 mol+1 mol=2 moln_{toplam} = 1\text{ mol} + 1\text{ mol} = 2\text{ mol}
Her bir gazın mol kesrini belirlemek amacıyla toplam mol sayısına ihtiyaç vardır.
3
HeHe gazının mol kesrini (XHe=nHentoplamX_{He} = \frac{n_{He}}{n_{toplam}}) hesaplayın.
XHe=1 mol2 mol=0,5X_{He} = \frac{1\text{ mol}}{2\text{ mol}} = 0,5
Bir bileşenin mol kesri, o bileşenin mol sayısının toplam mol sayısına oranıdır.
4
Helyum gazının kısmi basıncını (PHe=XHe×PtoplamP_{He} = X_{He} \times P_{toplam}) hesaplayın.
PHe=0,5×3 atm=1,5 atmP_{He} = 0,5 \times 3\text{ atm} = 1,5\text{ atm}
Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu'na göre ideal gaz karışımındaki bir gazın kısmi basıncı, mol kesri ile toplam basıncın çarpımına eşittir.

Anahtar Kavram

Bir ideal gaz karışımındaki herhangi bir gazın kısmi basıncı, o gazın mol kesri (XiX_i) ile toplam basıncın (PtoplamP_{toplam}) çarpılmasıyla hesaplanır (Pi=Xi×PtoplamP_i = X_i \times P_{toplam}).
Tahmini Süre:1m 0s
Soru 3396Soru

Çok basamaklı (mekanizmalı) bir kimyasal tepkimenin basamaklarına ait bazı deneysel gözlemler şu şekildedir:

* I. Basamak: Sıcaklık artışının hız sabitine (kk) olan etkisi diğer basamaklara göre en düşüktür.
* II. Basamak: Aynı sıcaklıkta aktifleşmiş kompleks oluşturabilecek molekül sayısı, I. basamaktakinden az, III. basamaktakinden fazladır.
* III. Basamak: Tepkimenin hız bağıntısı bu basamağın reaktiflerine göre yazılmaktadır.

Buna göre, bu tepkimenin basamaklarının ileri aktifleşme enerjilerinin (EaiE_{ai}) büyükten küçüğe doğru sıralaması aşağıdakilerden hangisidir?

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

İleri aktifleşme enerjilerinin büyükten küçüğe doğru sıralaması III, II, I şeklindedir.
Aktifleşme enerjisi (EaiE_{ai}) tepkimenin yavaşlığı ve sıcaklığa duyarlılığı ile doğrudan ilişkilidir. Sıcaklığın hız sabitine etkisi en az olan I. basamak en küçük aktifleşme enerjisine sahiptir. Hız bağıntısını belirleyen III. basamak (yavaş basamak) en yüksek aktifleşme enerjisine sahiptir. II. basamak ise aktifleşmiş kompleks oluşturabilecek molekül sayısı bakımından bu ikisinin arasında kaldığından, EaiE_{ai} değeri de bu iki basamağın arasında yer alır. Bu bilgiler ışığında ileri aktifleşme enerjilerinin büyükten küçüğe doğru sıralaması III, II, I şeklindedir.

Adım Adım Çözüm

1
I. basamağın aktifleşme enerjisini yorumlama
I. basamağın ileri aktifleşme enerjisi (Eai(I)E_{ai}(\text{I})) en küçüktür.
Arrhenius bağıntısına göre, aktifleşme enerjisi küçük olan tepkimelerin hız sabitleri sıcaklık değişiminden daha az etkilenir.
2
III. basamağın aktifleşme enerjisini yorumlama
III. basamağın ileri aktifleşme enerjisi (Eai(III)E_{ai}(\text{III})) en büyüktür.
Mekanizmalı tepkimelerde hızı belirleyen yavaş basamaktır. Yavaş basamağın engeli (aktifleşme enerjisi) en yüksektir.
3
II. basamağın aktifleşme enerjisini konumlandırma
II. basamağın aktifleşme enerjisi diğer iki basamağın arasındadır (Eai(III)>Eai(II)>Eai(I)E_{ai}(\text{III}) > E_{ai}(\text{II}) > E_{ai}(\text{I})).
Eşik enerjisini aşarak aktifleşmiş kompleks oluşturabilecek tanecik sayısı aktifleşme enerjisi ile ters orantılıdır.

Anahtar Kavram

Çok basamaklı tepkimelerde hız bağıntısının yavaş basamağa göre yazılması ve basamakların aktifleşme enerjisi ile hız/sıcaklık ilişkisi.
Soru 3397Soru

Bir gaz tepkimesinin sıcaklığı artırıldığında, birim zamandaki etkin çarpışma sayısı ve eşik enerjisini (EaE_a) aşan tanecik yüzdesi artar; ancak aynı sıcaklık artışı uygulandığında hız sabitindeki (kk) bağıl (yüzdesel) artış, aktifleşme enerjisi küçük olan tepkimelerde, aktifleşme enerjisi büyük olan tepkimelere göre daha fazladır.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: False

Cevap

İfade yanlıştır. Sıcaklık artışı etkin çarpışma sayısını ve eşik enerjisini aşan tanecik oranını artırırken, hız sabitindeki bağıl artış oranı aktifleşme enerjisi daha büyük olan tepkimelerde daha yüksektir.
Doğru yanıt ifadenin yanlış olduğudur. Sıcaklık artışı etkin çarpışma sıklığını ve eşik enerjisini aşan tanecik yüzdesini artırsa da, Arrhenius denklemine göre hız sabitindeki (kk) bağıl (yüzdesel) artış, aktifleşme enerjisi büyük olan tepkimelerde her zaman daha fazladır.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık artışının taneciklerin kinetik enerjisi ve çarpışma teorisi üzerindeki etkilerini belirlemek.
Sıcaklık arttığında taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar. Bu durum, eşik enerjisini (EaE_a) geçen tanecik sayısını ve birim zamandaki etkin çarpışma sayısını artırır.
Sıcaklık ile taneciklerin kinetik enerji dağılımı doğrudan ilişkilidir.
2
Hız sabitinin (kk) sıcaklığa bağlılığını Arrhenius denklemi üzerinden analiz etmek.
Arrhenius denklemine göre ln(k2/k1)=EaR(1T11T2)\ln(k_2/k_1) = \frac{E_a}{R}(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}) bağıntısı geçerlidir. Sıcaklık T1T_1'den T2T_2'ye yükseltildiğinde (burada T2>T1T_2 > T_1), (1T11T2)(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}) değeri pozitif bir sabit olur.
Hız sabitinin sıcaklıkla değişimini matematiksel olarak ifade etmek için Arrhenius bağıntısı kullanılır.
3
Aktifleşme enerjisinin (EaE_a) hız sabitinin sıcaklığa duyarlılığı üzerindeki rolünü belirlemek.
Formüldeki EaE_a terimi arttıkça, sıcaklık artışıyla meydana gelen ln(k2/k1)\ln(k_2/k_1) değeri ve dolayısıyla k2/k1k_2/k_1 oranı büyür. Bu durum, aktifleşme enerjisi büyük olan tepkimelerin sıcaklık değişimlerine karşı daha duyarlı olduğunu ve bağıl artışın bu tepkimelerde daha yüksek olduğunu gösterir.
Aktifleşme enerjisinin büyüklüğü, tepkimenin sıcaklık değişimlerine verdiği yanıtın derecesini belirler.

Anahtar Kavram

Sıcaklığın ve aktifleşme enerjisinin tepkime hızı ile hız sabiti (kk) üzerindeki matematiksel ve teorik etkisi.
Soru 3398Soru

Standart koşullarda gerçekleşen,

H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH1=242 kJH_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(g) \quad \Delta H_1 = -242 \text{ kJ}

tepkimesi ve aynı koşullardaki

H2O(l)H2O(g)ΔH2=+44 kJH_2O(l) \rightarrow H_2O(g) \quad \Delta H_2 = +44 \text{ kJ}

dönüşüm denklemi verilmiştir.

Buna göre,

H2(g)+12O2(g)H2O(l)H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(l)

tepkimesinin standart entalpi değişimi (ΔH\Delta H) kaç kJ\text{kJ}'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -286

Cevap

Hedef tepkimenin standart entalpi değişimi -286 kJ'dir.
Doğru cevap olan -286 kJ değeri, gaz fazında su oluşum entalpisi olan -242 kJ ile suyun gaz fazından sıvı faza geçiş entalpisinin (yoğuşma entalpisi olan -44 kJ) Hess Yasası kurallarına göre toplanmasıyla elde edilir. Sıvı suyun potansiyel enerjisi gaz halindeki sudan daha düşük olduğu için, gaz yerine sıvı su elde edildiğinde dışarıya salınan enerji miktarı artar ve entalpi değişimi daha negatif bir değer alır.

Adım Adım Çözüm

1
Verilen ikinci tepkimeyi ters çevirerek suyun yoğuşma entalpi değişimini elde etmek.
H2O(g)H2O(l)ΔH=44 kJH_2O(g) \rightarrow H_2O(l) \quad \Delta H = -44 \text{ kJ}
Hedef tepkimede sıvı suyun ürünler tarafında yer alması gerektiği için girenler tarafındaki sıvı suyu ürünlere taşımak amacıyla tepkime ters çevrilir.
2
Gaz hâlindeki suyun oluşum tepkimesi ile suyun yoğuşma tepkimesini taraf tarafa toplamak.
H2(g)+12O2(g)H2O(l)H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(l)
Hess Yasası kullanılarak gaz fazındaki su moleküllerinin sadeleşmesi sağlanır ve net sıvı su oluşum tepkimesi elde edilir.
3
Tepkimelerin entalpi değerlerini toplamak.
ΔH=242+(44)=286 kJ\Delta H = -242 + (-44) = -286 \text{ kJ}
Tepkimelerin toplanabilirliği ilkesine (Hess Yasası) göre net tepkimenin entalpi değişimi, basamakların entalpi değişimleri toplamına eşittir.

Anahtar Kavram

Maddelerin fiziksel hâlleri tepkime entalpisini etkiler. Aynı reaktiflerden başlanarak daha düşük enerjili ve daha kararlı bir fiziksel hâle (sıvı gibi) ulaşıldığında, gaz hâline kıyasla dışarıya daha fazla ısı salınır. Dolayısıyla tepkime entalpisi daha negatif (daha ekzotermik) olur.
Soru 3399Soru

Aynı metal elektrotlar ve bu metalin iyonlarını içeren farklı derişimlerdeki elektrolit çözeltileri kullanılarak hazırlanan bir derişim hücresinde, başlangıçta iyon derişimi daha az olan yarı hücre anot olarak davranır.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Verilen ifade doğrudur.
Derişim pilleri derişim farkını azaltacak yönde çalışır. Derişimi az olan bölmede yükseltgenme gerçekleşerek katyon derişimi artırılır, bu yüzden bu bölme anot görevi üstlenir.

Adım Adım Çözüm

1
Derişim hücresinin temel çalışma ilkesini belirlemek.
Derişim pilleri, iki yarı hücredeki iyon derişimlerini eşitlemek üzere çalışır. Bu süreçte derişimi küçük olan hücrede derişim artarken, derişimi büyük olan hücrede derişim azalır.
Sistem, derişim farkından kaynaklanan potansiyeli sıfırlayarak kimyasal dengeye ulaşmak ister.
2
Derişimi az olan bölmedeki tepkime türünü tespit etmek.
Derişimi az olan yarı hücrede iyon derişiminin artması gerektiğinden, burada metalik elektrot yükseltgenerek çözeltiye iyon vermelidir (M(k)Mn+(suda)+neM(k) \rightarrow M^{n+}(suda) + ne^-).
Yükseltgenme tepkimeleri ortamdaki katyon derişimini artırır.
3
Yükseltgenmenin olduğu elektrot türünü belirlemek.
Elektrokimyasal pillerde yükseltgenmenin gerçekleştiği elektrot anot elektrottur. Dolayısıyla derişimi az olan bölme anottur.
Anotta yükseltgenme, katotta indirgenme gerçekleşir kuralı gereğidir.

Anahtar Kavram

Derişim hücrelerinde iyon derişimi düşük olan yarı hücre anot, iyon derişimi yüksek olan yarı hücre ise katottur.
Tahmini Süre:1m 0s
Soru 3400Soru

25 °C sıcaklıkta hazırlanan bir gümüş derişim pilinde;

* 1. yarı hücrede: 100 mL 0,1 M AgNO3100\text{ mL } 0,1\text{ M } AgNO_3 çözeltisi ve gümüş (AgAg) elektrot,
* 2. yarı hücrede: 100 mL 0,001 M AgNO3100\text{ mL } 0,001\text{ M } AgNO_3 çözeltisi ve gümüş (AgAg) elektrot

bulunmaktadır.

Aynı sıcaklıkta, bu pil sisteminin 1. yarı hücresine 100 mL 0,3 M NaCl100\text{ mL } 0,3\text{ M } NaCl çözeltisi ekleniyor ve bir çökelme tepkimesi gerçekleştikten sonra sistemin yeniden dengeye ulaşması sağlanıyor.

Buna göre, son durumda oluşan yeni hücrenin pil potansiyeli (Ehu¨creE_{\text{hücre}}) kaç Volt olur?

(25 °C'de AgClAgCl için Kc¸c¸=1,0×1010K_{\text{çç}} = 1,0 \times 10^{-10}'dur. Nernst eşitliğindeki sabit değeri 0,060,06 olarak alınız. Katı eklenmesiyle hacim değişiminin ihmal edildiği ve oluşan AgClAgCl katısının elektrot yüzeyini kaplayarak tepkimeyi engellemediği varsayılacaktır.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,36

Cevap

Çökelme sonrasında 1. yarı hücredeki gümüş iyonu derişimi 10^-9 M değerine düşer. Bu durumda derişimi daha az olan 1. yarı hücre anot, 2. yarı hücre ise katot olur. Nernst eşitliği uygulandığında pil potansiyeli 0,36 V olarak hesaplanır.
Çökelme tepkimesi gerçekleştikten sonra 1. yarı hücredeki gümüş iyonlarının derişimi ortak iyon dengesiyle 10^-9 M değerine düşer. 2. yarı hücredeki derişim ise 10^-3 M'dır. Derişimi küçük olan hücre anot olacağından 1. yarı hücre anot, 2. yarı hücre ise katot olur. E = E° - (0,06/n)*log(Anot/Katot) formülünde değerler yerine yazıldığında, E = 0 - 0,06*log(10^-9 / 10^-3) = 0,36 V bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
1. yarı hücreye NaCl eklendiğinde gerçekleşen çökelme tepkimesinin mol hesaplamalarını yapmak.
1. yarı hücrede başlangıçta 0,01 mol Ag+ iyonu vardır. Eklenen NaCl çözeltisinden 0,03 mol Cl- iyonu gelir. Bire bir oranda gerçekleşen çökelme tepkimesi sonucu Ag+ iyonlarının tamamına yakını tükenirken ortamda 0,02 mol Cl- iyonu artar.
Klorür iyonlarının gümüş iyonlarını çöktürme miktarını ve ortamda kalan aşırı klorür miktarını belirlemek.
2
Çökelme sonrasında 1. yarı hücredeki aşırı klorür iyonu ([Cl-]) derişimini hesaplamak.
Toplam hacim 200 mL (0,2 L) olduğundan, [Cl-] = 0,02 mol / 0,2 L = 0,1 M olur.
Kçç dengesinde kullanılacak ortak iyon derişimini bulmak.
3
Çözünürlük çarpımı (Kçç) bağıntısını kullanarak 1. yarı hücredeki yeni [Ag+] derişimini hesaplamak.
[Ag+]_1 * [Cl-] = Kçç => [Ag+]_1 * 0,1 = 1,0 * 10^-10 => [Ag+]_1 = 1,0 * 10^-9 M bulunur.
Çökelme dengesi kurulduktan sonra çözeltide kalan gümüş iyonlarının derişimini bulmak.
4
İki yarı hücredeki [Ag+] derişimlerini karşılaştırarak anot ve katot yarı hücrelerini belirlemek.
[Ag+]_1 = 10^-9 M (1. yarı hücre) ve [Ag+]_2 = 10^-3 M (2. yarı hücre) olduğundan, derişimi küçük olan 1. yarı hücre anot, 2. yarı hücre ise katot olur.
Nernst denkleminde anot ve katot derişimlerinin doğru yerleştirilmesi ve pil potansiyelinin doğru hesaplanması.
5
Nernst denklemini uygulayarak yeni pil potansiyelini (E_hücre) hesaplamak.
E_hücre = 0 - (0,06 / 1) * log(10^-9 / 10^-3) = -0,06 * log(10^-6) = 0,36 V bulunur.
Derişim farkından kaynaklanan nihai pil potansiyelini bulmak.

Anahtar Kavram

Çözünürlük dengesi içeren derişim pillerinde Nernst eşitliği uygulamaları ve anot/katot değişimi.
Tahmini Süre:3m 0s
ÖncekiSayfa 170 / 437Sonraki
Tüm alıştırma soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin