Tüm alıştırma soruları

Soru 3461Soru →

Bir bileşiğin standart molar oluşum entalpisi, bileşiğin standart koşullarda (25 °C ve 1 atm) en kararlı haldeki elementlerinden 1 mol oluşması sırasındaki entalpi değişimidir.

Buna göre, aşağıdaki tepkimelerin hangisinde standart şartlardaki tepkime entalpisi ( $\Delta H^\circ$ ), oluşan ürünün standart molar oluşum entalpisine eşittir?

\frac{1}{2}N_2(g) + O_2(g) \rightarrow NO_2(g)

N_2(g) + 2O_2(g) \rightarrow 2NO_2(g)

NO(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow NO_2(g)

\frac{1}{2}N_2(g) + O_2(s) \rightarrow NO_2(g)

Na(s) + \frac{1}{2}Cl_2(g) \rightarrow NaCl(k)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $\frac{1}{2}N_2(g) + O_2(g) \rightarrow NO_2(g)$

Cevap

Azot gazı ile oksijen gazının tepkimesinden 1 mol azot dioksit gazının oluştuğu tepkime

Doğru olan seçenekte giren maddeler olan azot ve oksijen, standart koşullarda (25 °C, 1 atm) en kararlı fiziksel halleri olan gaz fazındadır. Tepkime sonucunda 1 mol azot dioksit gazı oluşmuştur. Bu durum standart molar oluşum entalpisi tanımıyla tam olarak uyuşmaktadır.

Adım Adım Çözüm

1

Standart molar oluşum entalpisi tanımının kurallarını belirleme

Tepkime entalpisinin standart molar oluşum entalpisine eşit olması için iki temel koşul vardır: Giren maddelerin tamamı standart koşullardaki (25 °C, 1 atm) en kararlı element hallerinde olmalı ve ürünlerde sadece 1 mol bileşik oluşmalıdır.

Seçeneklerdeki tepkimeleri doğru kıyaslayabilmek için teorik tanım kurallarını belirlemek gerekir.

2

Seçeneklerde verilen tepkimeleri bu kurallara göre tek tek inceleme

Azot gazı ile oksijen gazının tepkimesinden 1 mol azot dioksit gazının oluştuğu tepkimede girenler en kararlı element hallerindedir (

N_2(g)

ve

O_2(g)

) ve ürün 1 moldür. Diğer seçeneklerde ise sırasıyla 2 mol ürün oluşması, girenlerde bileşik bulunması ve elementlerin en kararlı fiziksel hallerinde (sıvı oksijen veya sıvı sodyum şeklinde) bulunmaması nedeniyle kurallar ihlal edilmektedir.

Her seçeneğin doğruluğunu veya yanlışlığını standart oluşum entalpisi tanımıyla karşılaştırıp analiz etmek gerekir.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpisi tanımında elementlerin standart koşullardaki en kararlı fiziksel halleri ve 1 mol ürün oluşma şartı aranır.

Soru 3462Soru →

Belirli bir sıcaklıkta kapalı bir kapta gerçekleştirilen,

CO_2(g) + C(k) \rightleftharpoons 2CO(g)

tepkimesi dengededir.

Buna göre, bu tepkimenin derişimler cinsinden denge bağıntısı ( $K_c$ ) aşağıdakilerden hangisidir?

K_c = \frac{[CO]^2}{[CO_2][C]}

K_c = \frac{[CO_2]}{[CO]^2}

K_c = \frac{[CO]^2}{[CO_2]}

K_c = \frac{2[CO]}{[CO_2]}

K_c = \frac{[CO]}{[CO_2]}

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $K_c = \frac{[CO]^2}{[CO_2]}$

Cevap

Derişimler cinsinden denge bağıntısı ürünlerin derişimlerinin girenlerin derişimlerine oranlanmasıyla yazılır ve saf katılar bağıntıya dahil edilmez. Bu kurallara uyan doğru bağıntı karbonmonoksit derişiminin karesinin karbondioksit derişimine bölündüğü bağıntıdır.

Doğru bağıntıda, gaz fazındaki ürün olan karbonmonoksitin (

CO

) derişiminin karesi pay kısmında, gaz fazındaki giren olan karbondioksitin (

CO_2

) derişimi ise payda kısmında yer almaktadır. Katı fazdaki karbon (

C(k)

) ise bağıntıya dahil edilmemiştir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime denkleminde yer alan maddelerin fiziksel hallerini inceleyerek denge bağıntısına yazılıp yazılmayacaklarını belirleyin.

CO_2(g)

ve

CO(g)

gaz fazında olduğu için bağıntıda yer alır.

C(k)

ise katı fazda olduğu için bağıntıda yer almaz.

Denge bağıntısına sadece gazlar ve suda çözünmüş maddeler yazılır; saf katı ve sıvıların derişimleri sabit olduğundan bağıntıya dahil edilmezler.

2

Denge bağıntısına dahil edilecek gaz fazındaki maddelerin katsayılarını belirleyerek üs olarak yazın.

Ürünlerdeki

CO(g)

gazının katsayısı

2

olduğundan bağıntıda

[CO]^2

şeklinde yer alır. Girenlerdeki

CO_2(g)

gazının katsayısı

1

olduğundan

[CO_2]^1

şeklinde yer alır.

Tepkime denklemindeki katsayılar, denge bağıntısında maddelerin derişimlerine üs olarak yazılır.

3

Ürünlerin derişimini girenlerin derişimine oranlayarak denge bağıntısını oluşturun.

K_c = \frac{[CO]^2}{[CO_2]}

bağıntısı elde edilir.

Denge sabiti (

K_c

), ürünlerin derişimleri çarpımının girenlerin derişimleri çarpımına bölünmesiyle hesaplanır.

Anahtar Kavram

Heterojen denge tepkimelerinde derişimler cinsinden denge bağıntısının (

K_c

) yazılması, saf katıların bağıntıya yazılmaması ve katsayıların üs olarak kullanılması.

Tahmini Süre:1m 0s

Soru 3463Soru →

Kimyasal bir tepkimenin sıcakl��ğı artırıldığında tepkime hızının ve hız sabitinin ( $k$ ) artmasının temel nedeni, sıcaklık artışının tepkimenin aktifleşme enerjisini ( $E_a$ ) düşürmesidir ifadesi doğru mudur?

Doğru

Yanlış

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: False

Cevap

Verilen ifade yanlıştır. Sıcaklık artışı tepkimenin aktifleşme enerjisini (

E_a

) değiştirmez, yalnızca eşik enerjisini aşan tanecik yüzdesini ve etkin çarpışma sayısını artırır.

Sıcaklık artışı aktifleşme enerjisini değiştirmeyip sadece bu engeli aşabilen tanecik sayısını ve etkin çarpışma sayısını artırdığı için ifade yanlıştır.

Adım Adım Çözüm

1

Sıcaklık artışının taneciklerin kinetik enerjisine etkisini incelemek.

Sıcaklık arttığında taneciklerin ortalama kinetik enerjisi ve ortalama hızları artar.

Sıcaklık, ortalama kinetik enerjinin doğrudan bir ölçüsüdür.

2

Aktifleşme enerjisinin (

E_a

) neye bağlı olduğunu belirlemek.

Aktifleşme enerjisi (

E_a

) sıcaklık değişiminden etkilenmez, yaln��zca katalizör ile değişebilir.

Eşik enerjisi, tepkimeye giren maddelerin kimyasal türüne ve bağ yapılarına bağlı olan karakteristik bir engeldir.

3

Sıcaklığın hız sabiti (

k

) ve tepkime hızına etkisini birleştirmek.

Sıcaklık artışı, aktifleşme enerjisini aşan tanecik yüzdesini ve etkin çarpışma sayısını artırarak hız sabitini (

k

) büyütür ve tepkimeyi hızlandırır.

Tepkime hızı birim zamandaki etkin çarpışma sayısıyla doğru orantılıdır.

Anahtar Kavram

Sıcaklık artışı tepkime hız sabitini (

k

) ve etkin çarpışma sayısını artırırken, aktifleşme enerjisini (

E_a

) değiştirmez.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 3464Soru →

$25^\circ\text{C}$ sıcaklıkta $1\text{ L}$ hacmindeki sulu çözeltide $0,1\text{ M } HCl$ ve $0,2\text{ M } Cu(NO_3)_2$ çözünmüş halde bulunmaktadır. Bu çözelti, inert (aktif olmayan) elektrotlar kullanılarak $9,65\text{ A}$ 'lik sabit bir akımla $2000\text{ saniye}$ boyunca elektroliz ediliyor.

Elektroliz süresince çözelti hacminin de��işmediği varsayıldığına göre, işlem sonunda anotta toplanan gaz karışımının normal koşullardaki (NK) toplam hacmi kaç litredir?

(Elektron verme eğilimleri: $Cl^- > OH^- > NO_3^-$ ve $H_2 > Cu$ ; $1\text{ Faraday} = 96500\text{ C/mol } e^-$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1.68

Cevap

Anotta toplanan gaz karışımının normal koşullardaki toplam hacmi 1,68 litredir.

Devreden geçen toplam 0,2 mol elektronun ilk 0,1 molü ile çözeltideki 0,1 mol klorür iyonları tamamen yükseltgenerek 0,05 mol klor gazına dönüşür. Kalan 0,1 mol elektron ise suyun yükseltgenmesinde kullanılır ve 4'e 1 oranında 0,025 mol oksijen gazı oluşturur. Toplam 0,075 mol gaz normal koşullarda 1,68 L hacim kaplar.

Adım Adım Çözüm

1

Devreden geçen elektrik yükünü ve elektronun mol sayısını hesaplayın.

Devreden 0,2 mol elektron geçmiştir.

Faraday kanunlarına göre devreden geçen yük miktarı

Q = I \times t

formülüyle hesaplanır.

Q = 9,65\text{ A} \times 2000\text{ s} = 19300\text{ C}

bulunur.

1\text{ mol } e^- = 96500\text{ C}

olduğundan, devreden geçen elektron mol sayısı

n(e^-) = \frac{19300}{96500} = 0,2\text{ mol}

olur.

2

Çözeltide bulunan anyon ve katyonların mol sayıların�� hesaplayın.

Çözeltide 0,1 mol

Cl^-

, 0,4 mol

NO_3^-

ve 0,2 mol

Cu^{2+}

iyonu vardır.

Molarite ve hacim ilişkisinden (

n = M \times V

) yararlanılarak,

1\text{ L}

çözeltideki

HCl

ve

Cu(NO_3)_2

tuzlarının tamamen iyonlaştığı düşünülerek iyon mol sayıları bulunur.

3

Anotta gerçekleşen yükseltgenme tepkimelerini sırasıyla belirleyin ve oluşan gazların mol sayılarını hesaplayın.

Anotta 0,05 mol

Cl_2(g)

ve 0,025 mol

O_2(g)

oluşur.

Elektron verme eğilimi en fazla olan

Cl^-

iyonları öncelikle yükseltgenir:

2Cl^-(aq) \rightarrow Cl_2(g) + 2e^-

.

0,1\text{ mol } Cl^-

iyonunun tamamen yükseltgenmesi için

0,1\text{ mol } e^-

gerekir ve bu esnada

0,05\text{ mol } Cl_2(g)

oluşur. Kalan

0,1\text{ mol } e^-

ile

OH^-

(su) yükseltgenir:

2H_2O(l) \rightarrow O_2(g) + 4H^+(aq) + 4e^-

. Bu tepkimeye göre

4\text{ mol } e^-

ile

1\text{ mol } O_2(g)

açığa çıktığından, kalan

0,1\text{ mol } e^-

ile

0,025\text{ mol } O_2(g)

üretilir.

4

Anotta toplanan gaz karışımının normal koşullardaki (NK) toplam hacmini hesaplayın.

Toplam gaz hacmi 1,68 litredir.

Anotta toplanan toplam gaz mol sayısı

n(\text{toplam}) = n(Cl_2) + n(O_2) = 0,05 + 0,025 = 0,075\text{ mol}

'dür. Normal koşullarda

1\text{ mol}

gaz

22,4\text{ L}

hacim kapladığından,

V = 0,075\text{ mol} \times 22,4\text{ L/mol} = 1,68\text{ L}

olarak bulunur.

Anahtar Kavram

Elektroliz hücresinde Faraday kanunları ve karışımlarda öncelikli yükseltgenme/indirgenme kurallarını uygulayarak elektrotlarda toplanan madde miktarlarını hesaplama.

Soru 3465Soru →

Kütlece $\%50$ 'lik ve yoğunluğu $1,96\text{ g/mL}$ olan $H_2SO_4$ sulu çözeltisinden $20\text{ mL}$ alınarak saf su ile hacmi $500\text{ mL}$ 'ye tamamlanıyor. Hazırlanan bu yeni çözeltinin $200\text{ mL}$ 'si alınarak, üzerine $0,2\text{ M}$ $300\text{ mL}$ $Ba(OH)_2$ sulu çözeltisi ekleniyor.

Oluşan karışımda $BaSO_4$ katısının tamamen çöktüğü kabul edildiğine göre, son karışımdaki $H^+$ iyonlarının molar derişimi kaç $\text{mol/L}$ olur?

(Karışma sırasında hacim kaybı olmadığını ve $BaSO_4$ katısının suda hiç çözünmediğini varsayınız. $H_2SO_4 = 98\text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.08

Cevap

Son karışımdaki

H^+

iyonlarının molar derişimi

0,08\text{ mol/L}

'dir.

Derişik sülfürik asidin molaritesi

M = \frac{10 \cdot d \cdot \%}{M_A}

formülünden

10\text{ M}

olarak bulunur. Seyreltme işlemi ile elde edilen

500\text{ mL}

'lik A çözeltisinin derişimi

0,4\text{ M}

olur. Bu çözeltinin

200\text{ mL}

'sinden

0,16\text{ mol}

H^+

iyonu gelir. Karıştırılan

300\text{ mL}

0,2\text{ M}

Ba(OH)_2

çözeltisinden ise

0,12\text{ mol}

OH^-

iyonu gelir. Asit ve bazın bire bir nötrleşme tepkimesi sonucu ortamda

0,04\text{ mol}

H^+

iyonu artar. Toplam hacim

0,5\text{ L}

olduğundan son durumdaki

H^+

iyon derişimi

\frac{0,04\text{ mol}}{0,5\text{ L}} = 0,08\text{ M}

olur.

Adım Adım Çözüm

1

Derişik

H_2SO_4

çözeltisinin başlangıç molaritesini hesaplamak

M_1 = 10\text{ M}

Yoğunluk (

1,96\text{ g/mL}

), kütlece yüzde (

\%50

) ve mol kütlesi (

98\text{ g/mol}

) değerlerini

M = \frac{10 \cdot d \cdot \%}{M_A}

formülünde yerine koyarak seyreltilmeden önceki molar derişimi bulmak.

2

Çözeltinin seyreltilmesi sonucu oluşan yeni derişimi (A çözeltisi) bulmak

M_2 = 0,4\text{ M}

M_1 \cdot V_1 = M_2 \cdot V_2

bağıntısı kullanılarak,

20\text{ mL}

'lik kısmın hacmi

500\text{ mL}

'ye tamamlandığında elde edilen çözeltinin molar derişimini hesaplamak.

3

Karıştırılan A çözeltisindeki

H^+

ve

SO_4^{2-}

iyonlarının mol sayılarını hesaplamak

n(H^+) = 0,16\text{ mol}

ve

n(SO_4^{2-}) = 0,08\text{ mol}

Alınan

200\text{ mL}

hacimdeki

0,4\text{ M}

H_2SO_4

çözeltisinden gelen toplam asit mol sayısını (

0,08\text{ mol}

) ve iyonlaşma denklemine göre iyonların mol sayılarını bulmak.

4

Eklenen

Ba(OH)_2

çözeltisindeki

Ba^{2+}

ve

OH^-

iyonlarının mol sayılarını hesaplamak

n(Ba^{2+}) = 0,06\text{ mol}

ve

n(OH^-) = 0,12\text{ mol}

300\text{ mL}

hacmindeki

0,2\text{ M}

Ba(OH)_2

çözeltisindeki bazın mol sayısını (

0,06\text{ mol}

) ve iyonlaşma denklemine göre iyonların mol sayılarını bulmak.

5

H^+

ve

OH^-

iyonları arasındaki nötrleşme tepkimesini gerçekleştirmek

Artan

n(H^+) = 0,04\text{ mol}

H^+ + OH^- \rightarrow H_2O

tepkimesine göre bire bir oranda nötrleşen iyonlardan sınırlayıcı bileşeni belirleyerek tepkimeye girmeyen

H^+

mol sayısını bulmak.

6

Son çözeltideki toplam hacmi belirleyerek

H^+

iyonunun molar derişimini hesaplamak

[H^+] = 0,08\text{ M}

Karışımın toplam hacmini

200\text{ mL} + 300\text{ mL} = 500\text{ mL} = 0,5\text{ L}

olarak alıp, artan

H^+

iyonu mol sayısını toplam hacme bölerek molariteye ulaşmak.

Anahtar Kavram

Molarite

Soru 3466Soru →

İçerisinde $Ag^+$ , $Cu^{2+}$ ve $H^+$ iyonları barındıran sulu bir çözelti elektroliz edilmektedir. Elementlerin aktiflik (elektron verme eğilimi) sıralaması $H_2 > Cu > Ag$ şeklinde olduğuna göre, bu iyonların katotta indirgenerek açığa çıkma sırasını ilk toplanandan son toplanana doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Katotta indirgenme potansiyeli en yüksek olan iyon öncelikle indirgenir. Aktiflik sırası

H_2 > Cu > Ag

olduğundan, indirgenme kolaylığı

Ag^+ > Cu^{2+} > H^+

şeklindedir. Buna göre ilk toplanan gümüş, ardından bakır ve en son hidrojendir.

Katotta indirgenme gerçekleştiği için elektron alma eğilimi (indirgenme potansiyeli) en fazla olan element ilk önce açığa çıkar. Aktiflik sıralaması

H_2 > Cu > Ag

olduğuna göre, elektron alma eğilimleri sırası

Ag^+ > Cu^{2+} > H^+

şeklindedir. Dolayısıyla katotta toplanma sırası öncelikle gümüş metalinin oluşumu, ardından bakır metalinin oluşumu ve en son hidrojen gazının çıkışı şeklindedir.

Adım Adım Çözüm

1

Katotta gerçekleşen tepkime türünü belirlemek.

Elektroliz hücresinde katot elektrotunda indirgenme tepkimeleri gerçekleşir.

Elektroliz sırasında katyonlar katoda giderek indirgenir.

2

İyonların indirgenme eğilimlerini karşılaştırmak.

Elektron verme eğiliminin tersi, elektron alma (indirgenme) eğilimini verir. Aktiflik sırası

H_2 > Cu > Ag

olduğuna göre, indirgenme eğilimleri sırası

Ag^+ > Cu^{2+} > H^+

şeklindedir.

Pasif olan elementlerin iyonları elektron almaya daha yatkındır, bu yüzden indirgenme potansiyelleri daha yüksektir.

3

Katotta açığa çıkma önceliğini belirleyerek sıralamak.

İlk olarak indirgenme eğilimi en yüksek olan

Ag^+

iyonu

Ag(k)

metaline indirgenir.

Ag^+

iyonları tükendikten sonra

Cu^{2+}

iyonu

Cu(k)

metaline indirgenir. En son ise

H^+

iyonu

H_2(g)

gazına indirgenerek açığa çıkar. Sıralama:

Ag^+ \rightarrow Cu^{2+} \rightarrow H^+

olur.

Katotta indirgenme potansiyeli en büyük olan iyon öncelikli olarak indirgenir.

Anahtar Kavram

Elektroliz hücrelerinde katotta öncelikle indirgenme potansiyeli en yüksek olan (en pasif) katyon indirgenir.

Tahmini Süre:1m 0s

Soru 3467Soru →

Sabit sıcaklıkta, başlangıçta sadece reaktifleri içeren özdeş üç ayrı kaba aynı miktarlarda reaktif konularak bir kimyasal denge tepkimesi başlatılıyor. Bu kaplarda gerçekleştirilen işlemler sonucunda tepkimelerin dengeye ulaşması için geçen süreler ölçülüyor:

* I. İşlem: Tepkimenin katalizör kullanılarak sabit hacimli kapta gerçekleştirilmesi
* II. İşlem: Tepkimenin katalizör kullanılmadan sabit hacimli kapta gerçekleştirilmesi
* III. İşlem: İdeal pistonlu (sabit basınçlı) kapta, ortama tepkimeye giren veya çıkan maddelerle reaksiyona girmeyen (inert) Helyum ( $He$ ) gazı eklenerek hacim artışı sağlanması ve tepkimenin katalizörsüz gerçekleştirilmesi

Buna göre, bu işlemler sonucunda tepkimelerin dengeye ulaşma sürelerinin en kısadan en uzuna doğru sıralanışı nasıl olmalıdır?

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Tepkimelerin dengeye ulaşma sürelerinin en kısadan en uzuna doğru sıralaması sırasıyla; katalizörlü sabit hacimli kap (I. İşlem), katalizörsüz sabit hacimli kap (II. İşlem) ve inert gaz eklenen ideal pistonlu kap (III. İşlem) şeklindedir.

Katalizör kullanımı tepkimeyi en hızlı hale getirdiğinden dengeye en kısa sürede ulaşılır. Sabit basınçlı kapta inert gaz eklenmesi ise hacmi artırıp derişimleri düşürdüğü için tepkimeyi yavaşlatır ve dengeye ulaşma süresini en uzun hale getirir. Katalizörsüz sabit hacimli tepkime ise bu iki durumun arasında bir sürede dengeye ulaşır.

Adım Adım Çözüm

1

Katalizörün tepkime hızına ve denge süresine olan etkisinin analiz edilmesi

Katalizörlü kapta tepkime en hızlı şekilde gerçekleşir ve dengeye en kısa sürede (en küçük zaman değerinde) ulaşılır.

Katalizör, alternatif bir mekanizma üzerinden aktifleşme enerjisini düşürerek tepkime hız sabitini artırır ve dengeye ulaşma süresini kısaltır.

2

Sabit hacimli kapta katalizörsüz tepkimenin denge süresinin analiz edilmesi

Bu kapta tepkime normal hızında ilerler; katalizörlü sisteme kıyasla daha yavaş, hacmi artırılan sisteme kıyasla daha hızlı dengeye ulaşır.

Katalizör kullanılmaması aktifleşme enerjisini yüksek tutar, ancak hacim sabit kaldığından reaktif derişimleri azalmaz.

3

Sabit basınçlı kapta inert gaz ilavesinin hacme, derişime ve denge süresine olan etkisinin analiz edilmesi

Helyum gazı ilavesi kabın hacmini artırır, reaktiflerin derişimini düşürür ve dengeye ulaşma süresini en uzun hale getirir.

İdeal pistonlu kapta eklenen inert gaz toplam hacmi artırır; bu durum reaktiflerin birim hacimdeki tanecik sayısını (derişimini) ve etkin çarpışma sayısını azaltarak tepkimeyi yavaşlatır.

Anahtar Kavram

Katalizörler tepkimeyi hızlandırarak sistemin dengeye ulaşma süresini kısaltır. İnert gazlar ise sabit hacimde denge hızını etkilemezken, sabit basınçta hacmi artırıp derişimleri düşürerek tepkimeyi yavaşlatır ve dengeye ulaşma süresini uzatır.

Soru 3468Soru →

Sürtünmesiz ideal pistonlu kapalı bir kapta,

\text{CO}(g) + \text{H}_2\text{O}(g) \rightleftharpoons \text{CO}_2(g) + \text{H}_2(g) \quad \Delta H < 0

tepkimesi belirli bir sıcaklıkta dengededir.
Sistemin sıcaklığı artırılıp yeniden denge kurulduğunda gerçekleşen deği��imler ile ilgili,
I. Denge sabitinin (

K_c

) değeri azalır.
II. Kaptaki toplam gaz derişimi azalır.
III.

\text{CO}_2

gazının kısmi basıncı azalır.
yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

I ve II

I ve III

I, II ve III

II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I, II ve III

Cevap

Sıcaklığın artırılmasıyla denge sola kayarak denge sabitini azaltır, pistonlu kap genleştiği için toplam derişim azalır ve ürün mol kesri azaldığı için karbondioksitin kısmi basıncı düşer. Bu nedenle I, II ve III ifadelerinin tamamı doğrudur.

Tepkime ekzotermik olduğundan sıcaklık artışı dengeyi sola kaydırarak denge sabiti Kc değerini düşürür. İdeal pistonlu kapta sıcaklık artışı hacmi artırır; toplam gaz mol sayısı sabit kaldığından toplam gaz derişimi azalır. Dengenin sola kayması ürünlerin mol sayısını ve mol kesrini azalttığı için, sabit toplam basınç altında karbondioksit gazının kısmi basıncı azalır. Dolayısıyla üç öncül de doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimenin ısı al��şverişi türünü belirlemek ve sıcaklık artışının denge yönüne etkisini incelemek.

Tepkime ekzotermiktir (ısı veren,

\Delta H < 0

). Sıcaklık artırıldığında Le Chatelier ilkesine göre sistem sıcaklığı azaltmak için girenler (sol) yönüne kayar.

Sıcaklık değişiminin dengeyi hangi yöne kaydıracağını belirlemek için tepkimenin ekzotermik veya endotermik olduğu bilgisi kullanılır.

2

Sıcaklık değişiminin denge sabiti (

K_c

) üzerindeki etkisini yorumlamak.

K_c

değeri azalır. I. öncül doğrudur.

Denge sabiti (

K_c

) sadece sıcaklıkla değişir. Ekzotermik tepkimelerde sıcaklık artışı dengeyi girenlere kaydırdığından ürün/giren oranı ve dolayısıyla

K_c

küçülür.

3

Sürtünmesiz pistonlu kapta sıcaklık artışının hacim ve toplam derişim üzerindeki etkisini analiz etmek.

Kap hacmi (

V

) artar. Tepkimenin giren ve ürün gaz katsayıları eşit olduğundan (

\Delta n_g = 0

) denge yönünün değişmesi toplam mol sayısını (

n_{top}

) değiştirmez. Sabit mol sayısında hacim arttığı için toplam gaz derişimi (

C_{top} = n_{top}/V

) azalır. II. öncül doğrudur.

İdeal pistonlu kapta sıcaklık artışı hacmi artırır. Toplam derişimin nasıl değiştiğini bulmak için toplam mol sayısının ve hacmin değişimleri karşılaştırılır.

4

Karbondioksit gazının kısmi basıncındaki değişimi belirlemek.

\text{CO}_2

gazının kısmi basıncı (

P_{\text{CO}_2}

) azalır. III. öncül doğrudur.

Kısmi basınç

P_i = X_i \cdot P_{top}

formülü ile bulunur. Pistonlu kapta toplam basınç (

P_{top}

) sabittir. Denge sola kaydığından karbondioksitin mol sayısı (

n_{\text{CO}_2}

) azalır, toplam mol sayısı (

n_{top}

) sabit kaldığından karbondioksitin mol kesri (

X_{\text{CO}_2}

) azalır. Bu sebeple kısmi basıncı da azalır.

Anahtar Kavram

Sıcaklık değişiminin Le Chatelier ilkesine göre denge yönüne, denge sabitine ve sabit basınçlı sistemlerdeki derişim/kısmi basınç ilişkilerine etkisi

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 3469Soru →

25 °C sıcaklıkta iki adet gümüş ( $Ag$ ) elektrot ve gümüş nitrat ( $AgNO_3$ ) çözeltileri kullanılarak aşağıdaki derişim hücresi hazırlanıyor.

* I. yarı hücre: $100\text{ mL } 0,1\text{ M } AgNO_3$ çözeltisi ve $Ag$ elektrot
* II. yarı hücre: $100\text{ mL } 0,1\text{ M } AgNO_3$ çözeltisi ve $Ag$ elektrot

Bu pil sisteminin I. yarı hücresine aynı sıcaklıkta $100\text{ mL } 0,3\text{ M } NaCl$ çözeltisi ilave ediliyor. Sabit sıcaklıkta gerçekleşen tepkime sonucunda bir miktar $AgCl$ katısı çöküyor.

Buna göre, yeni dengenin kurulduğu bu sistemin 25 ��C'taki pil potansiyeli kaç volttur?

(25 °C'ta Nernst eşitliğindeki logaritmik terimin katsayısını $\frac{0,06}{n}$ alınız. 25 °C'ta $AgCl$ için $K_{\text{çç}} = 1 \times 10^{-10}$ 'dur. Çöken katının hacmi ihmal edilecektir.)

0,06

0,24

0,48

0,54

-0,48

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,48

Cevap

Sistemin 25 °C'taki pil potansiyeli 0,48 volttur.

Çökelme tepkimesi gerçekleştikten sonra I. yarı hücredeki gümüş iyonu derişimi 10^-9 M olarak hesaplanır. II. yarı hücredeki derişim ise 0,1 M (10^-1 M) olarak kalır. Derişimi küçük olan bölme anot olacağından, I. bölme anot ve II. bölme katottur. Nernst eşitliğinde standart potansiyel (E° = 0 V), aktarılan elektron sayısı (n = 1) ve derişimlerin oranı yazıldığında pil potansiyeli 0,48 V olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

I. yarı hücreye NaCl çözeltisi eklendiğinde tepkimeye giren iyonların mol sayılar�� hesaplanır.

n(Ag^+) = 0,1\text{ M} \times 0,1\text{ L} = 0,01\text{ mol}

,

n(Cl^-) = 0,3\text{ M} \times 0,1\text{ L} = 0,03\text{ mol}

.

Çökelme tepkimesindeki sınırlayıcı bileşeni ve artan madde miktarını belirlemek amacıyla mol sayıları bulunur.

2

Ag⁺ ve Cl⁻ iyonlarının çökme tepkimesi yazılarak tepkime sonrasında artan Cl⁻ iyonunun derişimi hesaplanır.

Tepkime:

Ag^+(suda) + Cl^-(suda) \rightarrow AgCl(k)

.

0,01\text{ mol } Ag^+

tamamen harcan��r,

0,02\text{ mol } Cl^-

artar. Toplam hacim

200\text{ mL} = 0,2\text{ L}

olduğundan

[Cl^-] = \frac{0,02\text{ mol}}{0,2\text{ L}} = 0,1\text{ M}

olur.

Kçç dengesinde ortak iyon etkisi üzerinden kalan Ag⁺ iyonu derişimini hesaplamak için ortamdaki Cl⁻ derişimi gereklidir.

3

I. yarı hücredeki ��özünürlük dengesinden Ag⁺ iyonu derişimi bulunur.

K_{\text{çç}} = [Ag^+][Cl^-] \Rightarrow 1 \times 10^{-10} = [Ag^+] \times 0,1 \Rightarrow [Ag^+]_{\text{I}} = 10^{-9}\text{ M}

.

Çökelme sonrasında I. yarı hücrede kalan gümüş iyonlarının dengedeki net derişimini belirlemek için çözünürlük çarpımı formülü uygulanır.

4

Derişimi az olan I. yarı hücre anot (

10^{-9}\text{ M}

), derişimi fazla olan II. yarı hücre katot (

0,1\text{ M}

) seçilerek Nernst eşitliği ile pil potansiyeli hesaplanır.

E_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{pil}} - \frac{0,06}{n} \log \frac{[Ag^+]_{\text{anot}}}{[Ag^+]_{\text{katot}}} \Rightarrow E_{\text{pil}} = 0 - \frac{0,06}{1} \log \frac{10^{-9}}{10^{-1}} = -0,06 \log(10^{-8}) = 0,48\text{ V}

bulunur.

Derişim hücresinin net pil potansiyelini bulmak için standart pil potansiyeli (

E^\circ_{\text{pil}} = 0\text{ V}

), aktarılan elektron sayısı (

n=1

) ve derişim değerleri Nernst denklemine yerleştirilir.

Anahtar Kavram

Derişim pillerinde Nernst eşitliği yardımıyla pil potansiyelinin hesaplanması ve ortak iyon etkisiyle derişim değişimi.

Tahmini Süre:2m 30s

Soru 3470Soru →

Sıcaklık artırıldığında denge sabitinin ( $K_c$ ) sayısal değerinin azaldığı bilinen dengedeki bir gaz tepkimesinde, sıcaklığın düşürülmesi durumunda hem ileri hem de geri tepkime hızı azalırken denge sistemi ürünler yönüne kayar.

Doğru

Yanlış

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Verilen ifade doğrudur. Sıcaklık artışıyla

K_c

değerinin azalması tepkimenin ekzotermik olduğunu belirtir. Sıcaklık düşüşü hem ileri hem geri tepkime hızını azaltsa da, denge ürünler lehine kayarak yeni bir denge kurulmasını sağlar.

İfadenin doğru olmasının nedeni, sıcaklık azalmasının tüm hız sabitlerini küçültmesi nedeniyle hem ileri hem geri tepkime hızlarını azaltması, buna karşın ekzotermik tepkimelerde sıcaklık düşüşünün dengeyi ürünler lehine kaydırmasıdır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime entalpisinin işaretini denge sabitinin sıcaklığa bağlı değişiminden belirleme.

Sıcaklık artışı

K_c

değerini azalttığı için tepkime ekzotermiktir (

\Delta H < 0

).

K_c

değerinin sıcaklık artışıyla küçülmesi, ürün veriminin azaldığını ve dengenin girenler yönüne kaydığını gösterir. Bu durum yalnızca ekzotermik tepkimelerde gerçekleşir.

2

Sıcaklık azalmasının tepkime hızlarına olan genel etkisini değerlendirme.

Sıcaklık düştüğünde taneciklerin ortalama kinetik enerjileri azalır, bu da hem ileri (

r_i

) hem de geri (

r_g

) tepkime hızlarının azalmasına yol açar.

Hız sabitleri (

k_i

ve

k_g

), sıcaklık azaldığında küçülür. Dolayısıyla her iki yönün tepkime hızı da azalır.

3

Le Chatelier ilkesi uyarınca denge yönündeki değişimi analiz etme.

Sıcaklığın düşürülmesi, ekzotermik tepkimede dengeyi ürünler lehine kaydırır.

Sistem, azalan sıcaklığı (ısıyı) yeniden artırmak için ısı üreten yöne, yani ürünler tarafına doğru hareket eder.

Anahtar Kavram

Sıcaklık değişiminin denge yönü, denge sabiti (

K_c

) ve tepkime hızları üzerindeki etkisi.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 3471Soru →

Deniz seviyesinde ( $P_{\text{dış}} = 760\text{ mmHg}$ ) ve $25^\circ\text{C}$ sıcaklıkta, içerisinde bir miktar sıvı su ( $H_2O(s)$ ), su buharı ( $H_2O(g)$ ) ve ideal $He(g)$ gazı barındıran esnek bir balon dengededir. Bu balon, sıcaklığı değiştirilmeden dış basıncın $700\text{ mmHg}$ olduğu bir dağın zirvesine götürülüp sistemin yeniden dengeye gelmesi sağlanıyor. $25^\circ\text{C}$ 'ta suyun denge buhar basıncı $24\text{ mmHg}$ olduğuna göre; bu süreçte balonun hacminin artması sonucunda sıvı su miktarının azaldığı ve helyum gazının kısmi basıncının $736\text{ mmHg}$ 'den $676\text{ mmHg}$ 'ye dü��tüğü ifadesi doğru mudur?

Doğru

Yanlış

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Verilen ifade doğrudur.

Doğru olan seçenekte helyumun kısmi basıncındaki değişim doğru hesaplanmış ve hacim artışı sonucu sıvı suyun buharlaşarak sıvı miktarını azaltacağı doğru öngörülmüştür.

Adım Adım Çözüm

1

Balonun başlangıç durumundaki (deniz seviyesindeki) helyum gazının kısmi basıncını hesaplamak.

P_{\text{He, ilk}} = P_{\text{toplam, ilk}} - P_{\text{H}_2\text{O}} = 760 - 24 = 736\text{ mmHg}

Esnek balonda toplam iç basınç dış basınca eşittir ve Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu'na göre toplam basınç gazların kısmi basınçlarının toplamıdır.

2

Balonun son durumundaki (dağ zirvesindeki) helyum gazının kısmi basıncını hesaplamak.

P_{\text{He, son}} = P_{\text{toplam, son}} - P_{\text{H}_2\text{O}} = 700 - 24 = 676\text{ mmHg}

Sıcaklık sabit kaldığı için suyun denge buhar basıncı

24\text{ mmHg}

olarak sabit kalır ancak esnek balonun toplam iç basıncı yeni dış basınca (

700\text{ mmHg}

) eşitlenir.

3

Hacim değişimi ve sıvı su miktarı arasındaki ilişkiyi analiz etmek.

Balon hacmi artar, sıvı su miktarı azalır.

Helyumun kısmi basıncının düşmesi balon hacminin arttığını gösterir. Hacim arttığında birim hacimdeki buhar molekülü sayısını sabit tutabilmek (buhar basıncını korumak) için sıvı suyun bir kısmı buhar fazına geçer.

Anahtar Kavram

Sıvı üzerinde toplanan gazlarda dış basınç değişimi ve suyun denge buhar basıncının sıcaklık dışındaki faktörlerden etkilenmemesi

Soru 3472Soru →

Sabit hacimli $11,2\text{ litrelik}$ kapalı bir kapta $0^\circ\text{C}$ 'de bulunan $HCHO(g)$ ve $H_2(g)$ gaz karışımının başlangıç basıncı $1,6\text{ atm}$ 'dir. Karışım, uygun bir katalizör eşliğinde artansız tepkimeye girerek tamamen $CH_3OH(g)$ bileşiğine dönüştürülüyor.

Tepkime gerçekleşirken $24\text{ kJ}$ ısı açığa çıkmaktadır.

Tepkimeye ait bazı bağların ortalama bağ enerjileri tabloda verilmiştir:

Bağ Türü	Ortalama Bağ Enerjisi ( $\text{kJ/mol}$ )
$\text{C}-\text{H}$	$415$
$\text{C}-\text{O}$	$360$
$\text{O}-\text{H}$	$465$
$\text{H}-\text{H}$	$435$

Buna göre, tepkimede kırılan $\text{C}=\text{O}$ çift bağının ortalama bağ enerjisi kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 745

Cevap

Methanol sentezi tepkimesinde kırılan C=O çift bağının ortalama bağ enerjisi 745 kJ/mol'dür.

Tepkime sonucu açığa çıkan ısı, mol başına reaksiyon entalpi değişiminin genliğini gösterir. Gaz yasasından toplam mol sayısı 0,8 mol ve buradan reaksiyona giren maddelerin miktarı 0,4'er mol bulunur. Molar entalpi değişimi -60 kJ/mol olarak belirlendikten sonra kırılan ve oluşan bağların enerjileri farkı formülüne göre işlem yapıldığında C=O bağ enerjisi 745 kJ/mol olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Başlangıçtaki gaz karışımının toplam mol sayısını İdeal Gaz Yasası formülüyle hesaplayınız.

n_{\text{toplam}} = 0,8\text{ mol}

Kaptaki gaz miktarını belirlemek amacıyla ideal gaz denklemi (

P \cdot V = n \cdot R \cdot T

) uygulanır.

n = \frac{1,6\text{ atm} \times 11,2\text{ L}}{\frac{22,4}{273}\text{ L}\cdot\text{atm/mol}\cdot\text{K} \times 273\text{ K}} = 0,8\text{ mol}

.

2

Tepkime stokiyometrisini analiz ederek tepkimeye giren reaktiflerin mol sayılarını ayrı ayrı bulunuz.

n_{HCHO} = 0,4\text{ mol}

ve

n_{H_2} = 0,4\text{ mol}

HCHO(g) + H_2(g) \rightarrow CH_3OH(g)

tepkimesinde reaktif katsayıları

1:1

'dir. Tepkime artansız sonlandığı için karışımda başlangıçta eşit mollerde gaz bulunmalıdır:

0,8 / 2 = 0,4\text{ mol}

.

3

Tepkimenin standart molar entalpi değişimini (

\Delta H

) hesaplayınız.

\Delta H = -60\text{ kJ/mol}

0,4\text{ mol}

reaksiyon gerçekleştiğinde

24\text{ kJ}

ısı açığa çıktığına göre,

1\text{ mol}

reaksiyon gerçekleştiğinde

60\text{ kJ}

ısı açığa çıkar. Tepkime ısı veren (ekzotermik) olduğundan

\Delta H = -60\text{ kJ/mol}

olarak alınır.

4

Kırılan ve oluşan bağların enerjilerini entalpi bağıntısında yerine koyarak bilinmeyen C=O bağ enerjisini çekiniz.

\text{C}=\text{O}

bağ enerjisi

= 745\text{ kJ/mol}

HCHO

molekülünde

2

adet

\text{C}-\text{H}

ve

1

adet

\text{C}=\text{O}

bağı;

H_2

molekülünde

1

adet

\text{H}-\text{H}

bağı kırılır.

CH_3OH

molekülünde ise

3

adet

\text{C}-\text{H}

,

1

adet

\text{C}-\text{O}

ve

1

adet

\text{O}-\text{H}

bağı oluşur.

\Delta H = \sum H_{\text{kırılan}} - \sum H_{\text{oluşan}}

bağıntısından:

-60 = [2(415) + (\text{C}=\text{O}) + 435] - [3(415) + 360 + 465] \Rightarrow -60 = 1265 + (\text{C}=\text{O}) - 2070 \Rightarrow \text{C}=\text{O} = 745\text{ kJ/mol}

.

Anahtar Kavram

Bağ enerjileri kullanılarak bir tepkimenin entalpi değişimi (Delta H), kırılan bağların toplam enerjisinden oluşan bağların toplam enerjisi çıkarılarak hesaplanır.

Soru 3473Soru →

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

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?

COCl_2(g)

gazının yeni dengedeki derişimi, başlangıçtaki derişiminin yarısından daha azdır.

Yeni dengedeki toplam gaz basıncı, başlangıçtaki toplam basıncın yarısından daha fazladır.

Denge ürünler yönüne kaydığı için yeni dengedeki ileri tepkime hızı, başlangıç dengesindeki ileri tepkime hızından daha büyüktür.

CO(g)

gazının yeni dengedeki mol sayısı başlangıçtakine göre artarken, derişimi azalmıştır.

Tepkimenin denge sabitinin (

K_c

) değeri değişmemiştir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Denge ürünler yönüne kaydığı için yeni dengedeki ileri tepkime hızı, başlangıç dengesindeki ileri tepkime hızından daha büyüktür.

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 (

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 (

COCl_2

,

CO

,

Cl_2

) derişimleri anlık olarak yarıya (

1/2

) düşer.

Derişim formülü

M = 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 (

COCl_2

), ürünlerde ise 2 mol gaz (

CO + 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

COCl_2

harcanır, mol sayısı azalır ve yeni derişimi başlangıçtakinin yarısından daha az olur (

[COCl_2]_2 < 0,5 \cdot [COCl_2]_1

). Ürünlerdeki

CO

ve

Cl_2

mol sayıları artar ancak hacim artışının etkisi baskın olduğundan derişimleri başlangıçtakine göre azalmış olur (

0,5 \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

v_i = k_i [COCl_2]

şeklindedir. Yeni dengede

COCl_2

derişimi başlangıçtakinin yarısından daha az olduğu için, yeni dengedeki ileri tepkime hızı başlangıçtaki hıza göre azalmıştır (

v_{i,2} < v_{i,1}

). Aynı şekilde geri tepkime hızı da azalmıştır.

Sıcaklık sabit olduğundan hız sabiti (

k

) 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

Soru 3474Soru →

Sabit hacimli kapalı bir kapta gaz fazında gerçekleşen tek basamaklı bir kimyasal tepkimenin farklı sıcaklıklardaki davranışı incelenmektedir. Tepkimenin $T_1$ sıcaklığındaki hız sabiti $k_1$ , eşik enerjisini aşan tanecik sayısı $N_1$ ; $T_2$ sıcaklığındaki hız sabiti $k_2$ , eşik enerjisini aşan tanecik sayısı ise $N_2$ olarak belirlenmiştir.

$T_2 > T_1$ olduğuna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki karşılaştırmalardan hangisi doğrudur?

Tepkime ekzotermik ise sıcaklık artışı hızı azaltacağından

k_1 > k_2

, endotermik ise

k_2 > k_1

dir.

k_2 > k_1

dir; sıcaklık arttıkça tepkimenin aktifleşme enerjisi küçüldüğünden

T_2

sıcaklığındaki eşik enerjisi daha düşüktür.

k_2 > k_1

ve

N_2 > N_1

dir; tepkimenin eşik enerjisi (

E_a

) her iki sıcaklıkta da aynıdır.

k_1 > k_2

ve

N_1 > N_2

dir; sıcaklık artışı taneciklerin ortalama kinetik enerjisini azaltmıştır.

k_2 > k_1

dir; ancak eşik enerjisini aşan tanecik sayısı sıcaklıktan bağımsız olduğundan

N_1 = N_2

dir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $k_2 > k_1$ ve $N_2 > N_1$ dir; tepkimenin eşik enerjisi ( $E_a$ ) her iki sıcaklıkta da aynıdır.

Cevap

Sıcaklık artışı ile hız sabiti ve eşik enerjisini aşan tanecik sayısı artarken, aktifleşme enerjisi değişmez.

Sıcaklık artışı, tepkimeye giren taneciklerin ortalama kinetik enerjilerini ve dolayısıyla birim zamandaki etkin çarpışma sayılarını artırarak tepkime hızını ve hız sabitini (

k

) büyütür. Bu durum, eşik enerjisini (

E_a

) aşan tanecik sayısının (

N

) da artmasına yol açar. Aktifleşme (eşik) enerjisi ise tepkimenin türüne ve katalizör kullanımına bağlı olup sıcaklık değişiminden etkilenmez. Bu nedenle yüksek sıcaklıkta (

T_2

) hız sabiti ve eşik enerjisini aşan tanecik sayısı daha büyük olurken, eşik enerjisi değeri sabit kalır.

Adım Adım Çözüm

1

Sıcaklık (

T_2 > T_1

) değişiminin taneciklerin kinetik enerjisi üzerindeki etkisini belirlemek.

Sıcaklık arttığında taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar.

Ortalama kinetik enerji mutlak sıcaklıkla doğrudan orantılıdır.

2

Kinetik enerjinin artmasının tepkime hızı, hız sabiti (

k

) ve eşik enerjisini aşan tanecik sayısı (

N

) üzerindeki etkisini incelemek.

Kinetik enerjisi yüksek olan taneciklerin sayısı artacağı için eşik enerjisini aşan tanecik sayısı (

N_2 > N_1

) ve hız sabiti (

k_2 > k_1

) artar.

Sıcaklık artışı birim zamandaki etkin çarpışma sayısını ve hız sabitini artırır.

3

Sıcaklık değişiminin aktifleşme enerjisi (

E_a

) üzerindeki etkisini değerlendirmek.

Aktifleşme enerjisi her iki sıcaklıkta da aynı kalır.

Eşik enerjisi (aktifleşme enerjisi) sadece katalizör ile değişir; sıcaklık değişiminden etkilenmez.

Anahtar Kavram

Sıcaklık artışının kimyasal tepkime hızı, hız sabiti ve aktifleşme enerjisi üzerindeki etkileri.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 3475Soru →

İçerisinde $Au^{3+}$ , $Ag^+$ , $Cu^{2+}$ ve $Na^+$ katyonlarını barındıran sulu bir çözelti inert elektrotlar kullanılarak elektroliz edilmektedir. Katyonların standart indirgenme potansiyelleri ( $E^\circ$ ) arasındaki ilişki:

E^\circ(Au^{3+}/Au) > E^\circ(Ag^+/Ag) > E^\circ(Cu^{2+}/Cu) > E^\circ(H^+/H_2) > E^\circ(Na^+/Na)

şeklindedir. Buna göre, elektroliz işlemi süresince katotta maddelerin öncelikle indirgenerek açığa çıkma sırasını ilk açığa çıkandan son açığa çıkana doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Katotta ilk olarak indirgenme potansiyeli en yüksek olan altın (

Au

) metali, ardından sırasıyla gümüş (

Ag

) metali, bakır (

Cu

) metali ve son olarak hidrojen (

H_2

) gazı açığa çıkar. Sodyum iyonlarının indirgenme potansiyeli sudan küçük olduğu için sulu çözeltide indirgenmezler.

Katotta indirgenme gerçekleşir. İndirgenme potansiyeli en büyük olan tanecik en önce indirgenir. Verilen potansiyel sıralamasına göre en kolay indirgenen

Au^{3+}

olup ilk olarak altın metali birikir. Ardından sırasıyla

Ag^+

ve

Cu^{2+}

iyonları indirgenir. Aktif bir metal olan sodyumun indirgenme potansiyeli hidrojeninkinden küçük olduğu için sulu çözeltide sodyum yerine sudan gelen hidrojen iyonları indirgenerek hidrojen gazı oluşturur.

Adım Adım Çözüm

1

Çözeltide bulunan katyonların ve suyun indirgenme eğilimlerinin karşılaştırılması.

İndirgenme potansiyelleri sırası:

Au^{3+} > Ag^+ > Cu^{2+} > H^+ > Na^+

şeklindedir.

Katotta indirgenme gerçekleşir ve indirgenme potansiyeli en yüksek olan katyon öncelikli olarak indirgenir.

2

Katotta sırasıyla indirgenecek maddelerin tespiti.

Sırasıyla önce

Au^{3+}

iyonları

Au(k)

formuna, ardından

Ag^+

iyonları

Ag(k)

formuna, daha sonra

Cu^{2+}

iyonları

Cu(k)

formuna ve en son su molekülleri indirgenerek

H_2(g)

gazına dönüşür.

İndirgenme potansiyellerinin büyüklük sırasına göre elektrotta toplanma sırası belirlenir.

3

Sodyum iyonunun durumunun değerlendirilmesi.

Na^+

iyonu çözeltide kalır ve indirgenmez.

Sodyumun indirgenme potansiyeli suyun indirgenme potansiyelinden çok daha düşük olduğundan, sulu çözeltinin elektrolizinde sodyum metali elde edilemez.

Anahtar Kavram

Sulu çözeltilerin elektrolizinde katotta indirgenme önceliği, katyonların indirgenme potansiyellerinin büyüklüğüne göre belirlenir. İndirgenme potansiyeli en büyük olan iyon ilk önce indirgenir.

Soru 3476Soru →

Bir monokotil (tek çenekli) bitki tohumunun dormansiden (uyku hali) çıkarak çimlenmeye başlaması sürecinde embriyo ve çevre dokularda gerçekleşen bazı fizyolojik olaylar aşağıda verilmiştir:

I. Embriyonun aktifleşerek salgıladığı giberellin hormonunun aleuron tabakasındaki $\alpha$ -amilaz sentezini kontrol eden genleri aktif hale getirmesi
II. Tohumun osmotik basınç farkıyla ortamdan su alması (imbibisyon) sonucu tohum kabuğunun çatlaması ve hücrelerin hidrasyona uğraması
III. Endosperdeki depo nişastanın hidroliz edilmesiyle oluşan glikoz monomerlerinin embriyoya taşınması
IV. Aleuron tabakasında sentezlenen $\alpha$ -amilaz enziminin endosperme salgılanarak buradaki depo nişastayı maltoz ve dekstrine parçalaması
V. Embriyo hücrelerinde hızlanan hücresel solunumla üretilen ATP'nin ve artan turgor basıncının etkisiyle mitoz bölünmelerin başlaması ve radikulanın (kökçük) dışarı çıkması

Bu olayların çimlenme sürecinde gerçekleşme sırasını ilk olaydan son olaya doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Çimlenme sürecindeki fizyolojik olayların doğru sırası: II - I - IV - III - V şeklindedir.

Çimlenmede ilk olarak tohumun su alması (imbibisyon) gerçekleşir. Su alımı metabolizmayı tetikler ve embriyonun giberellin hormonu salgılamasını sağlar. Giberellin aleuron tabakasında enzim genlerini aktifleştirerek

\alpha

-amilaz sentezini başlatır. Sentezlenen amilaz endosperdeki nişastayı hidroliz eder. Son olarak, oluşan şekerlerin embriyoya geçmesiyle oksijenli solunum hızlanır, üretilen ATP ve turgor basıncı sayesinde mitoz bölünmeler başlar ve radikula tohum kabuğunu yırtarak dışarı çıkar.

Adım Adım Çözüm

1

Çimlenmeyi başlatan ilk fiziksel tetikleyiciyi belirleme.

İlk sırada tohumun su alması (imbibisyon) yer alır (II).

Enzimlerin çalışabilmesi ve embriyonun metabolik faaliyetlerinin başlayabilmesi için hücrelerin su alarak hidrasyona uğraması zorunludur.

2

Su alımından sonra başlayan hormonal sinyal yolağını tespit etme.

İkinci sırada giberellin hormonunun aleuron tabakasında gen aktivasyonu yapması yer alır (I).

Su alan embriyo, dormansiyi kırmak için giberellin üretir. Bu hormon aleuron tabakasına ulaşarak amilaz sentezini şifreleyen genleri aktif hale getirir.

3

Gen aktivasyonu sonucu üretilen enzimlerin depo besinler üzerindeki etkisini belirleme.

Üçüncü sırada amilaz enziminin endosperdeki nişastayı hidroliz etmesi yer alır (IV).

Sentezlenen

\alpha

-amilaz enzimi endosperme salgılanarak buradaki nişasta bağlarını yıkar. Bu süreç bir hidroliz (sindirim) olayıdır ve ATP tüketilmeden gerçekleşir.

4

Sindirim ürünlerinin embriyoya geçişini belirleme.

Dördüncü sırada glikoz monomerlerinin embriyoya taşınması yer alır (III).

Endosperde depolanan besinler hidroliz edildikten sonra, aktif taşıma ve kolaylaştırılmış difüzyon gibi taşıma yöntemleriyle embriyoya ulaştırılmalıdır.

5

Embriyoda enerji üretimi ve büyümenin başlamasını belirleme.

Beşinci sırada solunum hızı artışı, ATP sentezi, mitoz bölünmeler ve radikula çıkışı yer alır (V).

Monomerlerin oksijenli solunumda yıkımı ile üretilen yüksek miktarda ATP, mitoz bölünmeleri ve anabolik reaksiyonları besler; böylece büyüme gerçekleşir ve kökçük tohumdan dışarı çıkar.

Anahtar Kavram

Tohumun dormansiden çıkarak çimlenmeye başlaması sürecinde imbibisyon, giberellin aktivasyonu, aleuron tabakasında enzim sentezi, endosperdeki besinlerin hidrolizi ve embriyonun hücresel solunumu ile büyümesi sırasıyla gerçekleşen fizyolojik adımlardır.

Tahmini Süre:3m 0s

Soru 3477Soru →

Standart koşullarda gerçekleşen,

CH_3OH(l) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g) \quad \Delta H = -638 \text{ kJ}

tepkimesi verilmektedir.

Aynı koşullarda suyun ( $H_2O$ ) molar buharlaşma entalpisi $44 \text{ kJ/mol}$ olduğuna göre, $32 \text{ gram}$ sıvı metanolün ( $CH_3OH$ ) tamamen yakılması sonucunda suyun sıvı halde elde edildiği tepkimenin entalpi değişimi ( $\Delta H$ ) kaç $\text{ kJ}$ olur?

( $H = 1 \text{ g/mol}$ , $C = 12 \text{ g/mol}$ , $O = 16 \text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -726

Cevap

Metanolün yanması sonucunda suyun sıvı halde elde edildiği tepkimenin entalpi değişimi -726 kJ'dur.

Verilen tepkimede 1 mol metanol yandığında 2 mol gaz halinde su oluşmaktadır ve bu tepkimenin entalpi değişimi -638 kJ'dur. Ürün olan suyun sıvı halde elde edilmesi istendiğinde, oluşan 2 mol su gazının sıvılaşması gerekir. Suyun molar buharlaşma entalpisi 44 kJ/mol olduğuna göre yoğuşma entalpisi -44 kJ/mol'dür. 2 mol suyun yoğuşması sırasındaki entalpi değişimi 2 x (-44) = -88 kJ olur. Hess Yasası'na göre bu iki olay toplandığında suyun sıvı olarak elde edildiği tepkimenin net entalpi değişimi -638 + (-88) = -726 kJ olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Metanolün (

CH_3OH

) mol sayısını hesaplama.

1 mol

CH_3OH

Tepkime denklemindeki katsayılarla işlem yapabilmek için öncelikle harcanan maddenin mol miktarı belirlenmelidir.

2

Tepkimede oluşan 2 mol suyun gaz fazından sıvı faza geçişi sırasındaki entalpi değişimini hesaplama.

-88 kJ

Maddelerin fiziksel halleri tepkime entalpisini etkiler. Suyun gazdan sıvıya dönüşmesi ekzotermik bir süreçtir ve dışarıya ekstra ısı salınmasına neden olur.

3

Toplam entalpi değişimini bulmak için ilk tepkimenin entalpisi ile yoğuşma entalpisini toplama.

-726 kJ

Hess Yasası gereğince, kademeli işlemlerin entalpi değişimleri toplanarak net tepkimenin entalpi değişimi elde edilir.

Anahtar Kavram

Tepkime entalpisi, reaktiflerin ve ürünlerin fiziksel hallerine bağlıdır. Aynı tepkimede daha kararlı ve düşük enerjili fiziksel haldeki ürünlerin (örneğin gaz yerine sıvı su) oluşması, tepkimenin daha ekzotermik olmasına (entalpi değişiminin daha negatif olmasına) neden olur.

Soru 3478Soru →

$46\text{ gram}$ etil alkol ( $C_2H_5OH$ ) ile $54\text{ gram}$ saf su ( $H_2O$ ) karıştırılarak homojen bir çözelti elde ediliyor.

Buna göre, hazırlanan bu çözeltideki etil alkolün mol kesri kaçtır?
( $H = 1\text{ g/mol}$ , $C = 12\text{ g/mol}$ , $O = 16\text{ g/mol}$ )

0,25

0,33

0,46

0,75

3,00

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,25

Cevap

Hazırlanan çözeltideki etil alkolün mol kesri 0,25'tir.

Etil alkolün mol sayısı (1 mol) ile suyun mol sayısı (3 mol) toplanarak toplam mol sayısı (4 mol) elde edilir. Etil alkolün mol sayısının toplam mol sayısına bölünmesiyle doğru mol kesri değeri olan 0,25 bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Bileşenlerin mol kütlelerini hesaplayın.

Etil alkol (

C_2H_5OH

) için

M_A = 2 \times 12 + 6 \times 1 + 16 = 46\text{ g/mol}

ve su (

H_2O

) için

M_A = 2 \times 1 + 16 = 18\text{ g/mol}

olarak bulunur.

Kütleleri mole dönüştürmek için mol kütlelerine ihtiyaç vardır.

2

Bileşenlerin mol sayılarını hesaplayın.

Etil alkolün mol sayısı

n = \frac{46}{46} = 1\text{ mol}

ve suyun mol sayısı

n = \frac{54}{18} = 3\text{ mol}

olarak hesaplanır.

Mol kesri formülünde kullanılacak mol miktarlarını bulmak gerekir.

3

Çözeltideki toplam mol sayısını bulun.

n_{\text{toplam}} = 1\text{ mol} + 3\text{ mol} = 4\text{ mol}

olarak bulunur.

Mol kesri, bir bileşenin mol sayısının toplam mol sayısına oranıdır.

4

Etil alkolün mol kesrini hesaplayın.

X_{\text{alkol}} = \frac{n_{\text{alkol}}}{n_{\text{toplam}}} = \frac{1}{4} = 0,25

olarak bulunur.

Etil alkolün mol sayısının toplam mol sayısına oranlanmasıyla mol kesri elde edilir.

Anahtar Kavram

Mol Kesri

Soru 3479Soru →

Kimyasal tepkimelerin entalpi değişimleri ( $\Delta H$ ), kırılan bağların toplam enerjisi ile oluşan bağların toplam enerjisi arasındaki fark kullanılarak hesaplanabilir:

\Delta H = \sum H_{\text{kırılan}} - \sum H_{\text{oluşan}}

Bazı bağ türleri ve ortalama bağ enerjileri aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Bağ Türü	Ortalama Bağ Enerjisi (kJ/mol)
$H - H$	436
$Br - Br$	193
$H - Br$	366

Buna göre, gaz fazında gerçekleşen;

H_2(g) + Br_2(g) \rightarrow 2HBr(g)

tepkimesinin entalpi değişimi ( $\Delta H$ ) kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?

-103

+103

-263

+263

-1361

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -103

Cevap

-103

Tepkimenin entalpi değişimi, kırılan bağların toplam enerjisinden oluşan bağların toplam enerjisi çıkarılarak bulunur. Tepkimede 1 mol

H-H

ve 1 mol

Br-Br

bağı kırılırken, 2 mol

H-Br

bağı oluşmaktadır. Buradan

\Delta H = (436 + 193) - (2 \times 366) = 629 - 732 = -103\text{ kJ/mol}

elde edilir. Bu nedenle doğru cevap

-103\text{ kJ/mol}

olan seçenektir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimede k��rılan ve oluşan bağları belirlemek.

Girenler kısmında 1 mol

H-H

ve 1 mol

Br-Br

bağı kırılır. Ürünler kısmında ise 2 mol

H-Br

bağı oluşur.

Bağ enerjileri ile entalpi hesabı yapılırken kırılan ve oluşan bağların türü ve miktarı belirlenmelidir.

2

Kırılan bağların toplam enerjisini hesaplamak.

\sum H_{\text{kırılan}} = 1 \times H_{H-H} + 1 \times H_{Br-Br} = 436 + 193 = 629\text{ kJ/mol}

Tepkimeye girenlerin ba��larının kopması için gereken toplam enerjiyi bulmak gerekir.

3

Oluşan bağların toplam enerjisini hesaplamak.

\sum H_{\text{oluşan}} = 2 \times H_{H-Br} = 2 \times 366 = 732\text{ kJ/mol}

Tepkime sonucunda ürünler oluşurken açığa çıkan toplam enerjiyi bulmak gerekir.

4

Tepkime entalpisini hesaplamak.

\Delta H = \sum H_{\text{kırılan}} - \sum H_{\text{oluşan}} = 629 - 732 = -103\text{ kJ/mol}

Tepkime entalpisi, kırılan bağların toplam enerjisinden oluşan bağların toplam enerjisi çıkarılarak bulunur.

Anahtar Kavram

Bağ Enerjileri ile Tepkime Entalpisi Hesabı

Tahmini Süre:1m 0s

Soru 3480Soru →

$25\text{ }^\circ\text{C}$ sıcaklıkta iki adet kobalt ( $Co$ ) elektrot ve kobalt(II) nitrat ( $Co(NO_3)_2$ ) çözeltileri kullanılarak hazırlanan bir derişim hücresinin şematik gösterimi aşağıda verilmiştir:

Co(k) \mid Co^{2+}(suda, 0,001\text{ M}) \parallel Co^{2+}(suda, 0,1\text{ M}) \mid Co(k)

Buna göre, hazırlanan bu derişim hücresinin $25\text{ }^\circ\text{C}$ 'deki pil potansiyeli kaç volttur?
( $25\text{ }^\circ\text{C}$ 'de Nernst eşitliğindeki sabit değeri $0,06$ alınız.)

+0,06

+0,03

+0,12

-0,06

-0,12

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: +0,06

Cevap

Hazırlanan derişim hücresinin pil potansiyeli +0,06 volttur.

Derişim hücresinde pil potansiyeli hesaplanırken Nernst eşitliği kullanılır. Standart hücre potansiyeli (

E^\circ_{\text{pil}}

) derişim hücrelerinde sıfırdır. Kobalt elektrotlar için aktarılan elektron sayısı (

n

) 2'dir. Derişimi az olan yarı hücre (

0,001\text{ M}

) anot, fazla olan yarı hücre (

0,1\text{ M}

) ise katottur. Nernst eşitliğinde anot derişiminin katot derişimine oranı logaritma teriminde yerine yazıldığında pil potansiyeli +0,06 V olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Anot ve katot yarı hücrelerini belirleme.

Derişimi

0,001\text{ M}

olan yarı hücre anot,

0,1\text{ M}

olan yarı hücre ise katottur.

Derişim hücrelerinde derişimi küçük olan yarı hücrede yükseltgenme (anot), derişimi büyük olan yarı hücrede ise indirgenme (katot) gerçekleşir.

2

Net hücre tepkimesini yazma ve aktarılan elektron sayısını (

n

) belirleme.

Co^{2+}(suda, 0,1\text{ M}) \rightleftharpoons Co^{2+}(suda, 0,001\text{ M})

tepkimesi gerçekleşir ve aktarılan elektron sayısı

n = 2

'dir.

Kobalt (

Co

) metali yükseltgendiğinde

Co^{2+}

iyonu oluşturur, bu yüzden tepkimede 2 elektron aktarılır.

3

Nernst eşitliğini kullanarak pil potansiyelini (

E_{\text{pil}}

) hesaplama.

E_{\text{pil}} = 0 - \frac{0,06}{2} \log\left(\frac{0,001}{0,1}\right) = -0,03 \log(10^{-2}) = -0,03 \times (-2) = +0,06\text{ V}

bulunur.

Derişim hücresinin standart pil potansiyeli

E^\circ_{\text{pil}} = 0\text{ V}

'dur ve Nernst eşitliği

E_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{pil}} - \frac{0,06}{n} \log Q

şeklindedir.

Anahtar Kavram

Derişim hücrelerinde pil potansiyeli, Nernst eşitliği yardımıyla anot ve katot bölmelerindeki iyon derişimleri oranı kullanılarak hesaplanır.

Tahmini Süre:2m 0s

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram