Denge Sabiti (Kc) Hesaplamaları Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Belirli bir sıcaklıkta, $2,0\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı bir kapta gerçekleşen;

C\text{(k)} + CO_2\text{(g)} \rightleftharpoons 2CO\text{(g)}

tepkimesi dengedeyken kapta $3,0\text{ mol } C\text{(k)}$ , $2,0\text{ mol } CO_2\text{(g)}$ ve $4,0\text{ mol } CO\text{(g)}$ bulunmaktadır.

Aynı sıcaklıkta, kabın hacmi $9,0\text{ L}$ 'ye çıkarılıp sistemin yeniden dengeye ulaşması bekleniyor.

Buna göre, yeni kurulan dengede başlangıçtaki duruma göre katı karbon ( $C$ ) kütlesindeki değişim aşağıdakilerden hangisidir? ( $C = 12\text{ g/mol}$ )

12 g azalır

12 g artar

24 g azalır

6 g azalır

Değişmez

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 12 g azalır

Cevap

Katı karbon kütlesi 12 g azalır.

Hacim 2,0 L'den 9,0 L'ye çıkarıldığında kaptaki gazların kısmi basınçları azalır. Sistem bu etkiyi azaltmak için gaz mol sayısının daha çok olduğu ürünler yönüne kayar. İlk dengeden Kc değeri 4,0 olarak hesaplanır. İkinci dengede Kc bağıntısı yeni hacim olan 9,0 L üzerinden kurulduğunda harcanan CO2 ve C miktarı 1,0 mol olarak hesaplanır. 1,0 mol C katısının harcanması ise kütlesinin 12 g azalacağı anlamına gelir.

Adım Adım Çözüm

1

İlk dengedeki maddelerin derişimleri bulunur ve denge sabiti (

K_c

) hesaplanır. Katı karbon (

C\text{(k)}

) heterojen denge kuralı gereği bağıntıya yazılmaz.

[CO_2] = \frac{2,0\text{ mol}}{2,0\text{ L}} = 1,0\text{ M}

,

[CO] = \frac{4,0\text{ mol}}{2,0\text{ L}} = 2,0\text{ M}

olup

K_c = \frac{[CO]^2}{[CO_2]} = \frac{(2,0)^2}{1,0} = 4,0

bulunur.

Yeni kurulan dengede de sıcaklık değişmediği için

K_c

değeri 4,0 olarak kalacaktır.

2

Hacim

9,0\text{ L}

'ye çıkarıldığında basınç azalır. Le Chatelier ilkesine göre denge gaz mol sayısının çok olduğu ürünler yönüne kayar. Harcanan

CO_2

miktarına

z

denilerek yeni denge molleri yazılır.

n(CO_2) = 2,0 - z\text{ mol}

,

n(CO) = 4,0 + 2z\text{ mol}

ve

n(C) = 3,0 - z\text{ mol}

olur.

Tepkime katsayılarına göre

1\text{ mol } CO_2

harcandığında

1\text{ mol } C

katısı harcanır ve

2\text{ mol } CO

gazı oluşur.

3

Yeni hacim (

V = 9,0\text{ L}

) kullanılarak yeni dengedeki derişimler

K_c

bağıntısında yerine yazılır.

4,0 = \frac{\left(\frac{4,0 + 2z}{9,0}\right)^2}{\frac{2,0 - z}{9,0}} \implies 4,0 = \frac{(4,0 + 2z)^2}{9,0 \times (2,0 - z)}

Denge derişimleri bulunurken yeni hacim değeri olan 9,0 L kullanılmalıdır.

4

Elde edilen matematiksel eşitlik sadeleştirilerek

z

değeri için çözülür.

36(2 - z) = (4 + 2z)^2 \implies 36(2 - z) = 4(2 + z)^2 \implies 9(2 - z) = (2 + z)^2

18 - 9z = 4 + 4z + z^2 \implies z^2 + 13z - 14 = 0 \implies (z-1)(z+14) = 0

Buradan fiziksel olarak anlamlı olan tek kök

z = 1,0\text{ mol}

olarak bulunur.

Mol sayısı ve harcanan miktar negatif olamayacağı için

z = -14

kökü elenir.

5

Harcanan katı karbon (

C

) kütlesi hesaplanır.

Harcanan karbon miktarı

z = 1,0\text{ mol}

'dür. Kütledeki azalma:

1,0\text{ mol} \times 12\text{ g/mol} = 12\text{ g}

olarak hesaplanır.

Karbon katısının mol kütlesi 12 g/mol'dür.

Anahtar Kavram

Heterojen kimyasal dengelerde hacim değişiminin Le Chatelier ilkesine göre denge yönüne etkisi ve sayısal hesaplamalar.

Soru 2Soru →

$2\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı bir kapta, belirli bir sıcaklıkta gerçekleşen;

NH_4HS(k) \rightleftharpoons NH_3(g) + H_2S(g)

tepkimesi dengeye ulaştığında kapta $0,8\text{ mol } NH_4HS(k)$ , $0,4\text{ mol } NH_3(g)$ ve $0,4\text{ mol } H_2S(g)$ maddeleri bulunmaktadır.

Buna göre, bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) kaçtır?

0,04

0,10

0,16

0,20

25,0

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,04

Cevap

0,04

Kimyasal denge bağıntıları yazılırken katı ve sıvı fazdaki maddeler bağıntıya dahil edilmez, yalnızca gazlar ve suda çözünmüş iyonlar yazılır. Verilen tepkimenin denge bağıntısı

K_c = [NH_3][H_2S]

şeklindedir. Kap hacmi

2\text{ L}

olduğundan, dengedeki gazların derişimleri molarite formülü (

M = n/V

) ile hesaplanır. Buradan her iki gazın da derişimi

0,2\text{ M}

olarak bulunur. Değerler bağıntıda yerine yazıldığında doğru denge sabiti

0,04

olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Denge bağıntısının yazılması

K_c = [NH_3][H_2S]

Saf katılar ve sıvılar denge bağıntısında yer almaz. Bu nedenle katı haldeki

NH_4HS

bağıntıya yazılmaz.

2

Dengedeki maddelerin molar derişimlerinin hesaplanması

[NH_3] = \frac{0,4\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,2\text{ M}

ve

[H_2S] = \frac{0,4\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,2\text{ M}

Denge sabitinde (

K_c

) maddelerin mol sayıları yerine molar derişimleri (

M = n/V

) kullanılmalıdır.

3

Derişimlerin denge bağıntısında yerine yazılması ve Kc değerinin hesaplanması

K_c = 0,2 \times 0,2 = 0,04

Bulunan molar derişimler denge bağıntısında yerine konulur.

Anahtar Kavram

Heterojen denge tepkimelerinde katıların denge bağıntısına yazılmaması ve hacim kullanılarak molarite hesabı yapılması.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 3Soru →

Hacmi $5.0\text{ L}$ olan sabit hacimli kapalı bir reaktöre, $T_1$ sıcaklığında $1.0\text{ mol}$ $CO_2$ gazı ve yeterli miktarda $C$ katısı konulmaktadır. Sistem,

C\text{(k)} + CO_2\text{(g)} \rightleftharpoons 2CO\text{(g)}

tepkimesine göre dengeye ulaştığında kapta toplam $1.2\text{ mol}$ gaz karışımı bulunduğu tespit ediliyor.

Daha sonra sistemin sıcaklığı $T_2$ değerine getirildiğinde kurulan yeni dengede, $CO_2$ gazının kısmi basıncının başlangıçtaki ( $T_1$ sıcaklığındaki) denge kısmi basıncına eşit olduğu gözleniyor.

$T_2$ sıcaklığında ölçülen toplam kap basıncı, $T_1$ sıcaklığındaki toplam kap basıncının $2$ katı olduğuna göre, $T_2$ sıcaklığındaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.4

Cevap

T_2

sıcaklığındaki derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

) değeri

0.4

olarak hesaplanır.

T_1

sıcaklığındaki dengeden

CO_2

ve

CO

gazlarının sırasıyla

0.8\text{ mol}

ve

0.4\text{ mol}

olduğu bulunur.

T_2

sıcaklığına geçildiğinde hacim sabit olduğundan kısmi basınç eşitliği

n(CO_2)_2 \cdot T_2 = 0.8 \cdot T_1

ve toplam basınç ilişkisi

n_{toplam,2} \cdot T_2 = 2.4 \cdot T_1

denklemlerini verir. Gaz fazındaki oksijen atomlarının korunumu (

2n(CO_2) + n(CO) = 2.0\text{ mol}

) ile bu denklemler birleştirildiğinde sıcaklık oranı

T_1/T_2 = 0.625

bulunur. Buradan

T_2

sıcaklığındaki denge mol sayıları

n(CO_2) = 0.5\text{ mol}

ve

n(CO) = 1.0\text{ mol}

olarak elde edilir.

5.0\text{ L}

hacme bölünerek bulunan

[CO_2] = 0.1\text{ M}

ve

[CO] = 0.2\text{ M}

derişimleri heterojen denge bağıntısında yerine konulduğunda

K_{c2} = 0.4

sonucuna ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1

T_1

sıcaklığında gerçekleşen tepkime için başlangıç, değişim ve denge (BDD) mol tablosu oluşturulur.

Dengedeki

CO_2

mol sayısı

1.0 - x

,

CO

mol sayısı

2x

ve toplam gaz mol sayısı

1.0 + x

olarak ifade edilir.

Tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol sayıları arasındaki stokiyometrik ilişkileri belirlemek için.

2

T_1

sıcaklığındaki toplam gaz mol sayısı eşitliği (

1.0 + x = 1.2

) kullanılarak

x

değeri hesaplanır ve dengedeki mol sayıları bulunur.

x = 0.2\text{ mol}

bulunur. Dengede

n(CO_2)_1 = 0.8\text{ mol}

ve

n(CO)_1 = 0.4\text{ mol}

gaz mevcuttur.

T_1

sıcaklığındaki denge karışımının tam bileşimini elde etmek için.

3

T_1

ve

T_2

sıcaklıkları için ideal gaz denklemi (

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

) yazılır. Hacim sabit olduğundan kısmi basınçlar ve toplam basınçlar mol sayısı ve sıcaklık cinsinden oranlanır.

T_1/T_2 = k

olmak üzere;

P(CO_2)_2 = P(CO_2)_1 \implies n(CO_2)_2 = 0.8k

ve

P_{toplam,2} = 2P_{toplam,1} \implies n_{toplam,2} = 2.4k

bağıntıları elde edilir.

Sıcaklık değişimiyle birlikte değişen gaz basınçlarını ve mol sayılarını ilişkilendirmek için.

4

Kapalı kapta gaz fazındaki oksijen atomlarının toplam mol sayısının korunduğu (

2\cdot n(CO_2) + n(CO) = 2.0\text{ mol}

) göz önüne alınarak

T_2

'deki toplam gaz mol sayısı (

n_{toplam,2} = 2.0 - n(CO_2)_2

) denklemi kurulur.

2.4k = 2.0 - 0.8k \implies 3.2k = 2.0 \implies k = 0.625

olarak hesaplanır.

Sıcaklık oranı

k

değerini sayısal olarak bulup dengedeki mol sayılarına geçiş yapmak için.

5

k = 0.625

değeri yerine konularak

T_2

sıcaklığındaki denge mol sayıları ve

5.0\text{ L}

hacim kullanılarak denge derişimleri hesaplanır.

n(CO_2)_2 = 0.5\text{ mol} \implies [CO_2]_2 = 0.1\text{ M}

ve

n(CO)_2 = 1.0\text{ mol} \implies [CO]_2 = 0.2\text{ M}

bulunur.

Denge sabiti (

K_c

) hesaplamasında kullanılacak olan derişimleri belirlemek için.

6

T_2

sıcaklığı için heterojen denge bağıntısı (

K_{c2} = [CO]^2 / [CO_2]

) yazılır ve derişimler yerine konularak hesaplama yapılır.

K_{c2} = (0.2)^2 / 0.1 = 0.04 / 0.1 = 0.4

olarak bulunur.

Soru kökünde istenen denge sabiti değerini nihai olarak hesaplamak için.

Anahtar Kavram

Heterojen denge tepkimelerinde sıcaklık değişimiyle Kc hesaplanması ve ideal gaz yasası uygulamaları

Tahmini Süre:3m 0s

Soru 4Soru →

Belirli bir sıcaklıkta $2\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı bir kaba $1,0\text{ mol } C(k)$ ve $0,8\text{ mol } H_2O(g)$ konularak başlatılan,

C(k) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO(g) + H_2(g)

tepkimesi aynı sıcaklıkta dengeye ulaştığında kapta $0,4\text{ mol } H_2(g)$ bulunduğu tespit ediliyor.

Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.2

Cevap

Tepkimenin derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

)

0,2

olarak hesaplanır.

Tepkime dengedeyken gaz fazındaki maddelerin molar derişimleri

[H_2O] = 0,2\text{ M}

,

[CO] = 0,2\text{ M}

ve

[H_2] = 0,2\text{ M}

olarak hesaplanır. Katı haldeki karbon (

C

) denge bağıntısına yazılmadığı için

K_c = \frac{[CO][H_2]}{[H_2O]}

bağıntısından denge sabiti

0,2

bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime denklemini kullanarak başlangıç, değişim ve denge mol sayılarını belirleyin.

Dengedeki mol sayıları:

n(C) = 0,6\text{ mol}

(katı),

n(H_2O) = 0,4\text{ mol}

,

n(CO) = 0,4\text{ mol}

ve

n(H_2) = 0,4\text{ mol}

olur.

Denge anındaki ürün ve giren mol sayılarını netleştirmek için başlangıç miktarlarından harcanan ve oluşan miktarlar çıkarılır/eklenir.

2

Denge derişimlerini bulmak için gaz fazındaki maddelerin mol sayılarını kabın hacmine (

V = 2\text{ L}

) bölün.

[H_2O] = \frac{0,4\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,2\text{ M}

,

[CO] = \frac{0,4\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,2\text{ M}

,

[H_2] = \frac{0,4\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,2\text{ M}

.

Denge sabiti bağıntısında mol sayıları değil, molar derişimler (M) kullanılır.

3

Tepkimenin

K_c

bağıntısını yazın ve katı fazdaki

C(k)

maddesini bağıntıya dahil etmeyin.

K_c = \frac{[CO][H_2]}{[H_2O]}

Saf katı ve sıvıların derişimleri sabit olduğundan denge bağıntısında yer almazlar (heterojen denge kuralı).

4

Denge derişimlerini

K_c

bağıntısında yerine yazarak denge sabitini hesaplayın.

K_c = \frac{0,2 \times 0,2}{0,2} = 0,2

Bulunan molar derişim değerleri doğrudan denge ifadesine yerleştirilerek matematiksel işlem tamamlanır.

Anahtar Kavram

Heterojen denge tepkimelerinde katıların denge bağıntısına yazılmaması ve derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

) hesaplanırken molaritenin (

M = n/V

) kullanılması.

Soru 5Soru →

$2\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı bir kaba belirli bir sıcaklıkta $1,5\text{ mol } CaCO_3(k)$ maddesi konuluyor. Tepkime aynı sıcaklıkta,

CaCO_3(k) \rightleftharpoons CaO(k) + CO_2(g)

denklemine göre dengeye ulaştığında kapta $0,5\text{ mol } CO_2(g)$ bulunduğu belirleniyor.

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

0,125

0,25

0,5

2,0

4,0

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,25

Cevap

Denge sabiti değeri 0,25'tir.

Tepkimede yer alan maddelerden

CaCO_3

ve

CaO

katı fazda,

CO_2

ise gaz fazındadır. Heterojen denge bağıntısına katılar yazılmadığından denge bağıntısı

K_c = [CO_2]

şeklindedir. Dengedeki

CO_2

gazının derişimi

[CO_2] = 0,5\text{ mol} / 2\text{ L} = 0,25\text{ M}

olduğundan, denge sabiti değeri 0,25 olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime denklemine göre denge bağıntısı yazılır.

K_c = [CO_2]

Heterojen denge tepkimelerinde katı fazdaki maddeler (

CaCO_3(k)

ve

CaO(k)

) derişimleri sabit kabul edildiğinden denge bağıntısında yer almazlar.

2

Dengedeki

CO_2(g)

maddesinin molar derişimi hesaplanır.

[CO_2] = \frac{n}{V} = \frac{0,5\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,25\text{ M}

Denge bağıntısında maddelerin mol sayıları yerine molar derişimleri (

mol/L

) kullanılmalıdır.

3

Bulunan derişim değeri denge bağıntısında yerine yazılarak

K_c

hesaplanır.

K_c = 0,25

K_c

bağıntısı doğrudan

CO_2

gazının molar derişimine eşittir.

Anahtar Kavram

Denge Sabiti (Kc) Hesaplamaları

Soru 6Soru →

Belirli bir sıcaklıkta, $2\text{ L}$ 'lik sabit hacimli boş bir kaba $1,0\text{ mol } NH_2COONH_4(k)$ konuluyor. Katı madde,

NH_2COONH_4(k) \rightleftharpoons 2NH_3(g) + CO_2(g)

denklemine göre ayrışarak dengeye ulaştığında kapta toplam $1,5\text{ mol}$ gaz karışımı bulunduğu tespit ediliyor.

Buna göre, tepkimenin gerçekleştiği sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) aşağıdakilerden hangisidir?

0,0625

0,125

0,25

0,5

16

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,0625

Cevap

Tepkimenin derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

)

0,0625

olarak bulunur.

Tepkimenin denge bağıntısı heterojen denge kuralı gereği sadece ürünlerdeki gazlara göre yazılır:

K_c = [NH_3]^2 \cdot [CO_2]

. Denge anındaki gazların mol sayıları toplamı

1,5\text{ mol}

olup, katsayıları oranında paylaştırıldığında

1,0\text{ mol } NH_3

ve

0,5\text{ mol } CO_2

bulunur. Kabın hacmi

2\text{ L}

olduğundan derişimler sırasıyla

0,5\text{ M}

ve

0,25\text{ M}

olur. Buradan

K_c = (0,5)^2 \cdot 0,25 = 0,0625

elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol sayılarını belirlemek için denge tablosu oluşturulur.

NH_2COONH_4(k) \rightleftharpoons 2NH_3(g) + CO_2(g)

tepkimesinde başlangıçta

1,0\text{ mol}

katı vardır. Katının

x\text{ mol}

kadarı ayrışırsa, dengede

2x\text{ mol } NH_3(g)

ve

x\text{ mol } CO_2(g)

oluşur.

Dengede kapta bulunan gazların mol sayılarını ayrışma miktarı cinsinden ifade etmek gerekir.

2

Dengedeki toplam gaz mol sayısından yararlanılarak ayrışan katı miktarı (

x

) bulunur.

Dengedeki toplam gaz mol sayısı

2x + x = 3x = 1,5\text{ mol}

olarak verildiyse, buradan

x = 0,5\text{ mol}

bulunur.

Gazların denge anındaki kısmi mol sayılarına ulaşmak için bilinmeyen

x

değeri hesaplanmalıdır.

3

Denge anındaki gazların derişimleri (molariteleri) kabın hacmi (

V = 2\text{ L}

) kullanılarak hesaplanır.

[NH_3] = \frac{2x}{V} = \frac{2 \times 0,5}{2} = 0,5\text{ M}

ve

[CO_2] = \frac{x}{V} = \frac{0,5}{2} = 0,25\text{ M}

olarak hesaplanır. Katı haldeki

NH_2COONH_4

maddesinin derişimi sabit olduğundan denge bağıntısına yazılmaz.

K_c

ifadesinde derişim birimi (mol/L) kullanılması gerektiğinden mol sayıları hacme bölünmelidir.

4

Denge derişimleri

K_c

bağıntısında yerine yazılarak denge sabiti hesaplanır.

K_c = [NH_3]^2 \cdot [CO_2] = (0,5)^2 \cdot 0,25 = 0,25 \cdot 0,25 = 0,0625

bulunur.

Tepkimenin derişimler cinsinden denge sabitini bulmak için tanımlı denge bağıntısı uygulanır.

Anahtar Kavram

Heterojen kimyasal dengelerde denge sabiti (

K_c

) hesaplanırken saf katı ve sıvıların derişimleri bağıntıya yazılmaz, sadece gazlar ve sulu çözeltiler yazılır. Denge sabiti hesaplanırken mol sayıları yerine mutlaka derişimler (mol/L) kullanılmalıdır.

Soru 7Soru →

Belirli bir sıcaklıkta, $4\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı ve boş bir kaba $2,4\text{ mol } NO(g)$ ve yeterli miktarda $C(k)$ konuluyor. Sistem,

2NO(g) + C(k) \rightleftharpoons N_2(g) + CO_2(g)

denklemine göre aynı sıcaklıkta dengeye ulaştığında katı kütlesinin $7,2\text{ g}$ azaldığı tespit ediliyor.

Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) kaçtır?
( $C = 12\text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.25

Cevap

Tepkimenin derişimler cinsinden denge sabiti (Kc) 0,25'tir.

Tepkime dengelendiğinde katı kütlesinin azalması harcanan karbon katısının (C(k)) mol sayısını verir (0,6 mol). Tepkime katsayılarından yararlanılarak denge anındaki gazların mol sayıları bulunur (NO: 1,2 mol, N2: 0,6 mol, CO2: 0,6 mol). Kabın hacmi 4 L olduğu için bu mol sayıları hacme bölünerek denge derişimleri elde edilir ([NO] = 0,3 M, [N2] = 0,15 M, [CO2] = 0,15 M). Katılar bağıntıya yazılmadığından Kc = [N2][CO2] / [NO]^2 ifadesinden Kc = 0,25 olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Harcanan karbon katısının mol sayısının hesaplanması

n(C) = 0,6 mol

Katı kütlesindeki azalma (7,2 g), tepkimede harcanan C(k) katısının kütlesine eşittir. Mol sayısı n = m / MA formülünden n = 7,2 / 12 = 0,6 mol olarak bulunur.

2

Tepkime katsayıları kullanılarak denge anındaki mol sayılarının bulunması

n(NO) = 1,2 mol, n(N2) = 0,6 mol, n(CO2) = 0,6 mol

Tepkime denklemine göre 1 mol C katısı harcandığında 2 mol NO gazı harcanır, 1 mol N2 ve 1 mol CO2 gazları oluşur. Başlangıçtaki 2,4 mol NO gazından 1,2 mol harcandığında denge anında 1,2 mol NO gazı kalır. Oluşan ürünlerin miktarı ise 0,6'şar moldür.

3

Denge derişimlerinin (molarite) hesaplanması

[NO] = 0,3 M, [N2] = 0,15 M, [CO2] = 0,15 M

Denge sabiti bağıntısında derişimler (molarite) kullanılır. Kabın hacmi 4 L olduğundan her bir gazın mol sayısı 4'e bölünerek denge derişimleri hesaplanır.

4

Denge sabiti (Kc) değerinin hesaplanması

Kc = 0,25

Tepkime heterojen olup karbon katısı (C(k)) denge bağıntısında yer almaz. Kc = [N2][CO2] / [NO]^2 bağıntısı kullanılarak derişimler yerine yerleştirilir ve Kc = (0,15 * 0,15) / (0,3)^2 = 0,25 olarak hesaplanır.

Anahtar Kavram

Heterojen tepkimelerde katı ve sıvı fazdaki maddelerin derişimleri sabit kabul edildiğinden denge bağıntısına (Kc) yazılmazlar. Denge hesaplamalarında mol sayıları yerine molar derişimlerin kullanılmasına ve hacim etkisine dikkat edilmelidir.

Soru 8Soru →

Belirli bir sıcaklıkta, $5\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı bir kaba $4,0\text{ mol } NaHCO_3(k)$ maddesi konuluyor. Sistem aynı sıcaklıkta,

2NaHCO_3(k) \rightleftharpoons Na_2CO_3(k) + CO_2(g) + H_2O(g)

denklemine göre dengeye ulaştığında $NaHCO_3(k)$ katısının $\%50$ 'sinin ayrıştığı belirleniyor. Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) kaçtır?

2 \times 10^{-2}

4 \times 10^{-2}

5 \times 10^{-2}

1,0

25

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $4 \times 10^{-2}$

Cevap

Derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

) değeri

4 \times 10^{-2}

'dir.

Denge bağıntısına katı fazdaki maddeler yazılmaz. Sadece gaz fazındaki

CO_2

ve

H_2O

maddelerinin derişimleri çarpımı denge sabitini verir. Dengedeki derişimler hacim hesaba katılarak

[CO_2] = [H_2O] = 0,2\text{ M}

olarak bulunur ve çarpımları

4 \times 10^{-2}

sonucunu verir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye giren

NaHCO_3(k)

miktarının belirlenmesi

Tepkimeye giren

NaHCO_3(k)

miktarı

2,0\text{ mol}

'dür.

Başlangıçta alınan

4,0\text{ mol}

katının

\%50

'si ayrıştığı için reaksiyona giren miktar

4,0 \times 0,50 = 2,0\text{ mol}

olarak bulunur.

2

Dengedeki gazların (

CO_2

ve

H_2O

) mol sayılarının hesaplanması

n(CO_2) = 1,0\text{ mol}

ve

n(H_2O) = 1,0\text{ mol}

Tepkime katsayılarına göre

2\text{ mol } NaHCO_3(k)

ayrıştığında

1\text{ mol } CO_2(g)

ve

1\text{ mol } H_2O(g)

oluşur.

3

Gazların denge derişimlerinin (molarite) hesaplanması

[CO_2] = 0,2\text{ M}

ve

[H_2O] = 0,2\text{ M}

Molarite formülü (

M = \frac{n}{V}

) kullanılarak,

5\text{ L}

'lik hacim için gazların derişimleri

1,0 / 5 = 0,2\text{ M}

olarak hesaplanır.

4

Heterojen denge bağıntısının yazılarak denge sabitinin (

K_c

) hesaplanması

K_c = 4 \times 10^{-2}

Katı maddeler denge bağıntısında yer almaz. Bağıntı

K_c = [CO_2][H_2O]

şeklindedir. Derişimler yerine yazıldığında

K_c = 0,2 \times 0,2 = 0,04 = 4 \times 10^{-2}

elde edilir.

Anahtar Kavram

Heterojen Denge Tepkimelerinde Denge Sabiti (Kc) Hesaplamaları

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 9Soru →

Belirli bir sıcaklıkta, $5\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı boş bir kaba $1,5\text{ mol } O_2(g)$ gazı ve yeterli miktarda $C(k)$ katısı konuluyor. Sistem aynı sıcaklıkta,

2C(k) + O_2(g) \rightleftharpoons 2CO(g)

denklemine göre dengeye ulaştığında kaptaki toplam gaz mol sayısı $2,5\text{ mol}$ olarak ölçülüyor. Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1.6

Cevap

Tepkimenin aynı sıcaklıktaki denge sabiti (Kc) değeri 1,6'dır.

Denge bağıntısı doğru kurulup, hacim etkisi dikkate alındığında Kc değeri 1,6 olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol ilişkisini kurmak.

Dengedeki gazların toplam mol sayısı 1,5 + x olarak ifade edilir.

Denge anındaki gazların mol sayılarını belirlemek.

2

Toplam gaz mol sayısından x değerini çözmek.

x = 1,0 mol bulunur.

Denge anındaki net mol değerlerini hesaplamak.

3

Gazların denge derişimlerini (molarite) hesaplamak.

[O2] = 0,1 M ve [CO] = 0,4 M olarak bulunur.

Denge bağıntısında derişimlerin kullanılması gerektiği için hacme bölme işlemi yapılır.

4

Denge bağıntısını yazıp derişimleri yerine koymak.

Kc = 1,6 elde edilir.

Katı haldeki karbon denge bağıntısına yazılmaz ve CO'nun katsayısı üs olarak alınır.

Anahtar Kavram

Heterojen kimyasal dengelerde katıların denge bağıntısına yazılmaması ve Kc hesaplanırken hacmin derişim üzerindeki etkisi.

Soru 10Soru →

Sabit sıcaklıkta, $4\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı boş bir kaba $0,6\text{ mol } H_2(g)$ gazı ve yeterli miktarda $C(k)$ katısı konuluyor. Sistem,

C(k) + 2H_2(g) \rightleftharpoons CH_4(g)

denklemine göre aynı sıcaklıkta dengeye ulaştığında kapta toplam $0,4\text{ mol}$ gaz bulunduğu belirleniyor.

Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabitinin ( $K_c$ ) değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 20

Cevap

Tepkimenin bu sıcaklıktaki denge sabitinin (Kc) değeri 20'dir.

Denge anındaki gazların derişimleri molarite cinsinden bulunup Kc bağıntısında yerine konulduğunda Kc değeri 20 olarak hesaplanır. Karbon katısı heterojen denge kuralı gereği bağıntıda yer almaz.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime denklemine göre başlangıç, değişim ve denge (B.D.D.) tablosu oluşturulur.

Başlangıçta 0,6 mol H2 gazı vardır. Değişim miktarını -2x mol olarak belirlersek, dengede (0,6 - 2x) mol H2 ve x mol CH4 gazları bulunur.

Denge anındaki mol sayılarını başlangıç değerleri ve reaksiyon katsayıları cinsinden ifade etmek için.

2

Dengedeki toplam gaz mol sayısı kullanılarak x değeri hesaplanır.

Dengedeki toplam gaz miktarı: (0,6 - 2x) + x = 0,6 - x = 0,4 mol olduğundan x = 0,2 mol olarak bulunur.

Denge anındaki her bir gazın mol sayısını bulmak için.

3

Gazların denge anındaki mol sayıları kap hacmine (4 L) bölünerek denge derişimleri (molariteleri) hesaplanır.

[H2] = 0,2 mol / 4 L = 0,05 M ve [CH4] = 0,2 mol / 4 L = 0,05 M olarak elde edilir. Katı haldeki karbon (C) bağıntıya dahil edilmez.

Denge sabiti (Kc) bağıntısında derişimlerin (molarite) kullanılması gerektiği için.

4

Denge sabiti (Kc) bağıntısı yazılarak derişimler yerine konur ve Kc hesaplanır.

Kc = [CH4] / [H2]^2 = 0,05 / (0,05)^2 = 1 / 0,05 = 20 olarak bulunur.

Tepkimenin denge sabiti değerine ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Heterojen kimyasal tepkimelerde denge sabiti (Kc) hesaplanırken sadece gaz ve sulu çözelti fazındaki maddelerin derişimleri yazılır, katılar ve sıvılar denge bağıntısına dahil edilmez. Ayrıca derişimler hesaplanırken mol sayısının kap hacmine bölünerek molariteye dönüştürülmesi gerekir.

Soru 11Soru →

Belirli bir sıcaklıkta, $5\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı boş bir kaba $2,0\text{ mol } NH_4Cl(k)$ ve $1,0\text{ mol } NH_3(g)$ konularak başlatılan tepkime,

NH_4Cl(k) \rightleftharpoons NH_3(g) + HCl(g)

denklemine göre dengeye ulaşıyor.

Denge kurulduğunda kapta $0,5\text{ mol } HCl(g)$ bulunduğu tespit edildiğine göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) kaçtır?

1 \times 10^{-2}

2 \times 10^{-2}

3 \times 10^{-2}

1 \times 10^{-1}

7,5 \times 10^{-1}

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $3 \times 10^{-2}$

Cevap

Tepkimenin bu sıcaklıktaki denge sabiti (

K_c

)

3 \times 10^{-2}

'dir.

Tepkimede yer alan amonyum klorür (

NH_4Cl

) katı fazda olduğu için denge bağıntısına (

K_c

) dahil edilmez. Denge bağıntısı sadece gaz fazındaki maddeleri kapsar ve

K_c = [NH_3][HCl]

şeklindedir. Kap hacmi

5\text{ L}

olduğundan, denge anındaki gazların mol sayıları hacme bölünerek derişimleri sırasıyla

0,3\text{ M}

ve

0,1\text{ M}

olarak bulunur. Bu derişimlerin çarpımı ise

3 \times 10^{-2}

sonucunu verir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime için başlangıç, değişim ve denge (BDD) tablosunu mol cinsinden oluşturun.

Başlangıçta

2,0\text{ mol } NH_4Cl(k)

ve

1,0\text{ mol } NH_3(g)

vardır. Denge anında

0,5\text{ mol } HCl(g)

oluştuğuna göre, değişim miktarının katsayılarla orantılı olarak

HCl

ve

NH_3

için

+0,5\text{ mol}

,

NH_4Cl

için ise

-0,5\text{ mol}

olduğu belirlenir.

Denge anındaki madde miktarlarını mol cinsinden bulabilmek için.

2

Denge anındaki gazların mol say��larını hesaplayın.

n(NH_3) = 1,0 + 0,5 = 1,5\text{ mol}

ve

n(HCl) = 0,5\text{ mol}

olarak bulunur. Katı haldeki

NH_4Cl

'nin mol sayısı

1,5\text{ mol}

olur.

Denge derişimlerine geçiş yapabilmek için.

3

Gazların denge derişimlerini (molarite) kap hacmine (

V = 5\text{ L}

) bölerek hesaplayın.

[NH_3] = \frac{1,5\text{ mol}}{5\text{ L}} = 0,3\text{ M}

ve

[HCl] = \frac{0,5\text{ mol}}{5\text{ L}} = 0,1\text{ M}

olarak hesaplanır. Katı olan

NH_4Cl

'nin derişimi denge bağıntısında yer almayacağı için hesaplanmasına gerek yoktur.

Denge sabitinin derişimler cinsinden hesaplanması gerektiği için.

4

Denge bağıntısını yazıp derişim değerlerini yerine koyarak

K_c

'yi hesaplayın.

K_c = [NH_3][HCl] = 0,3 \times 0,1 = 0,03 = 3 \times 10^{-2}

elde edilir.

Tepkimenin denge sabiti değerine ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Heterojen denge tepkimelerinde katıların denge bağıntısına yazılmaması ve Kc hesaplanırken molar derişimlerin kullanılması.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 12Soru →

Hacmi $2\text{ L}$ olan kapalı ve boş bir reaksiyon kabına katı $NH_4I$ yerleştiriliyor. Sabit sıcaklıkta gerçekleştirilen,

NH_4I(k) \rightleftharpoons NH_3(g) + HI(g)

tepkimesi dengeye ulaştığında kapta ölçülen toplam gaz miktarı $2,0\text{ mol}$ olarak belirleniyor. Buna göre, bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.25

Cevap

Tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti (Kc) 0,25'tir.

Dengedeki gazların derişimleri hacme bölünerek 0,5 M bulunur. Katılar bağıntıya yazılmadığından Kc = [NH3][HI] = 0,5 * 0,5 = 0,25 olur.

Adım Adım Çözüm

1

Dengedeki gazların mol sayılarının hesaplanması

n_{NH_3} = 1,0\text{ mol}

ve

n_{HI} = 1,0\text{ mol}

Reaksiyon katsayılarına göre

NH_4I(k)

katısının ayrışması sonucu eşit mollerde

NH_3(g)

ve

HI(g)

gazları oluşur. Toplam gaz miktarı

2,0\text{ mol}

olduğundan her iki gazın mol sayısı

1,0\text{ mol}

olur.

2

Gazların molar derişimlerinin bulunması

[NH_3] = 0,5\text{ M}

ve

[HI] = 0,5\text{ M}

Molarite formülü (

M = n/V

) kullanılarak mol sayılar�� kabın hacmine (

2\text{ L}

) bölünür.

3

Denge sabiti (

K_c

) hesaplamasının yapılması

K_c = 0,25

Katı haldeki

NH_4I

denge bağıntısına dahil edilmez. Denge bağıntısı

K_c = [NH_3][HI]

şeklindedir. Derişimler çarpılarak

0,5 \times 0,5 = 0,25

bulunur.

Anahtar Kavram

Heterojen denge tepkimelerinde katı maddelerin denge bağıntısına yazılmaması ve derişimlerin mol/hacim ilişkisiyle bulunması

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 13Soru →

Sabit sıcaklıkta, $4\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı boş bir kaba $5,0\text{ mol } CO_2(g)$ gazı ve $4,0\text{ mol } C(k)$ katısı konuluyor. Tepkimesi aynı sıcaklıkta dengeye ulaştığında kapta $3,0\text{ mol } C(k)$ katısı bulunduğu tespit ediliyor.

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

Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) kaçtır?

\frac{1}{4}

\frac{1}{3}

\frac{1}{2}

1

4

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $\frac{1}{4}$

Cevap

Denge sabiti (Kc) değeri 1/4'tür.

Denge bağıntısında katı karbon (C) yer almaz. Kabın hacmi 4 L olduğundan denge derişimleri

[CO_2] = 1,0\text{ M}

ve

[CO] = 0,5\text{ M}

olur. Buradan

K_c = [CO]^2 / [CO_2] = (0,5)^2 / 1,0 = 1/4

olarak doğru hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimede harcanan ve oluşan maddelerin mol sayılarını belirlemek.

Tepkimeye giren C(k) miktarı:

4,0 - 3,0 = 1,0\text{ mol}

'dür. Reaksiyon katsayıları ilişkisinden (1 mol C katısına karşılık 1 mol CO2 gazı harcanır ve 2 mol CO gazı oluşur) denge anında kapta

5,0 - 1,0 = 4,0\text{ mol } CO_2(g)

ve

2 \times 1,0 = 2,0\text{ mol } CO(g)

bulunur.

Denge anındaki madde miktarlarını bulabilmek için reaksiyonun stokiyometrik katsayılarının kullanılması gerekir.

2

Dengedeki gazların molar derişimlerini (Molarite) hesaplamak.

[CO_2] = \frac{4,0\text{ mol}}{4\text{ L}} = 1,0\text{ M}

ve

[CO] = \frac{2,0\text{ mol}}{4\text{ L}} = 0,5\text{ M}

olarak bulunur. Katı haldeki karbon (C) denge bağıntısında yer almayacağı için derişimi hesaplanmaz.

Denge sabiti (Kc) derişimler cinsinden hesaplandığı için mol sayılarının kabın hacmine bölünmesi gerekir.

3

Denge bağıntısını yazıp derişimleri yerine koyarak Kc değerini hesaplamak.

Tepkimenin denge bağıntısı

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

şeklindedir. Derişimler yerine yazıldığında

K_c = \frac{(0,5)^2}{1,0} = 0,25 = \frac{1}{4}

bulunur.

Denge sabiti, ürünlerin derişimlerinin katsayıları üs alınarak girenlerin derişimlerine oranlanmasıyla hesaplanır.

Anahtar Kavram

Heterojen kimyasal dengelerde Kc hesaplanırken katıların denge bağıntısına yazılmaması ve derişim hesabı için kabın hacminin kullanılması.

Soru 14Soru →

Belirli bir sıcaklıkta, $2\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı bir kaba $0,4\text{ mol } NH_3(g)$ ve yeterli miktarda $NH_4HS(k)$ katısı konuluyor. Tepkime,

NH_4HS(k) \rightleftharpoons NH_3(g) + H_2S(g)

denlemine göre dengeye ulaştığında kapta toplam $1,2\text{ mol}$ gaz karışımı bulunduğu tespit ediliyor. Buna göre, tepkimenin gerçekleştiği sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.08

Cevap

Tepkimenin gerçekleştiği sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

) 0,08'dir.

Denge anındaki gazların derişimleri molarite cinsinden

[NH_3] = 0,4\text{ M}

ve

[H_2S] = 0,2\text{ M}

olarak bulunur. Katı olan

NH_4HS

bağıntıda yer almadığı için

K_c = [NH_3][H_2S] = 0,4 \times 0,2 = 0,08

sonucuna ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1

Denge tablosu oluşturulması

Denge anında

NH_3(g)

mol sayısı

0,4 + x

,

H_2S(g)

mol sayısı

x

olur.

Reaksiyonun başlangıç koşulları ve katsayı ilişkilerini kullanarak denge anındaki mol miktarlarını tanımlamak.

2

Bilinmeyen

x

değerinin bulunması

x = 0,4\text{ mol}

Denge anındaki toplam gaz mol sayısının

1,2\text{ mol}

olduğu bilgisinden yararlanarak değişim miktarını belirlemek.

3

Denge derişimlerinin hesaplanması

[NH_3] = 0,4\text{ M}

ve

[H_2S] = 0,2\text{ M}

Molarite formülünü (

M = n/V

)

2\text{ L}

'lik kap hacmi ile uygulayarak denge derişimlerini elde etmek.

4

Kc bağıntısının yazılarak hesaplanması

K_c = 0,08

Katıları hariç tutarak

K_c = [NH_3][H_2S]

bağıntısında derişimleri yerine yerleştirmek.

Anahtar Kavram

Denge Sabiti (Kc) Hesaplamaları

Soru 15Soru →

Katı haldeki karbon ( $C$ ) ile su buharı ( $H_2O(g)$ ) arasındaki tepkime sabit sıcaklıkta $2\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı bir kaba $2,0\text{ mol } H_2O(g)$ ve yeterli miktarda $C(k)$ konularak başlatılıyor. Denklemi,

C(k) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO(g) + H_2(g)

olan tepkime aynı sıcaklıkta dengeye ulaştığında kaptaki toplam gaz mol sayısı $3,0\text{ mol}$ olarak ölçülüyor.

Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) kaçtır?

0,25

0,5

1,0

2,0

4,0

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,5

Cevap

Derişimler cinsinden denge sabiti 0,5'tir.

Tepkime kabında dengede bulunan gazların derişimleri sırasıyla

[CO] = 0,5\text{ M}

,

[H_2] = 0,5\text{ M}

ve

[H_2O] = 0,5\text{ M}

olarak hesaplanır. Katı haldeki karbon denge bağıntısında yer almadığından,

K_c = \frac{[CO] \cdot [H_2]}{[H_2O]}

bağıntısından

K_c = \frac{0,5 \cdot 0,5}{0,5} = 0,5

olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime için başlangıç, değişim ve denge (ICE) tablosunu oluşturma

Başlangıçta

2,0\text{ mol } H_2O(g)

vardır. Tepkime sırasında

x\text{ mol } H_2O(g)

harcanırsa, dengede

2,0 - x\text{ mol } H_2O(g)

,

x\text{ mol } CO(g)

ve

x\text{ mol } H_2(g)

bulunur.

Dengedeki madde miktarlarını bilinmeyen bir

x

değişkeni cinsinden ifade etmek için.

2

Dengedeki toplam gaz mol sayısını kullanarak

x

değerini bulma

n_{\text{toplam, gaz}} = n(H_2O) + n(CO) + n(H_2) = (2,0 - x) + x + x = 2,0 + x = 3,0\text{ mol} \implies x = 1,0\text{ mol}

olarak bulunur.

Dengedeki gaz fazındaki maddelerin mol sayılarını kesinleştirmek için.

3

Dengedeki maddelerin molar derişimlerini hesaplama

[H_2O] = \frac{1,0\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,5\text{ M}

,

[CO] = \frac{1,0\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,5\text{ M}

,

[H_2] = \frac{1,0\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,5\text{ M}

olarak hesaplanır.

K_c

bağıntısında kullanılacak derişim değerlerini (molarite = mol / hacim) elde etmek için.

4

K_c

bağıntısını yazma ve değerleri yerine koyarak hesaplama yapma

K_c = \frac{[CO] \cdot [H_2]}{[H_2O]} = \frac{0,5 \cdot 0,5}{0,5} = 0,5

bulunur.

Katı haldeki karbon (

C(k)

) bağıntıya dahil edilmeden ürünler ve girenler gaz fazındaki derişimleriyle denge sabitini bulmak için.

Anahtar Kavram

Heterojen kimyasal dengelerde, saf katı ve sıvıların derişimleri sabit olduğundan denge bağıntısına (

K_c

) yazılmaz; sadece gazlar ve suda çözünmüş iyonlar yazılır. Ayrıca denge sabiti hesaplanırken mol sayıları yerine kap hacmi kullanılarak molar derişimler bulunmalıdır.

Alternatif Yöntem

Tepkimede ürünlerin gaz katsayıları toplamı (2) ile girenlerin gaz katsayıları toplamı (1) eşit olmadığından hacim sadeleşmez.

K_c

ifadesi mol cinsinden

K_c = \frac{n(CO) \cdot n(H_2)}{n(H_2O) \cdot V}

şeklinde yazılabilir. Dengedeki mol sayıları (

n=1,0

mol) ve hacim (

V=2

L) yerine konulduğunda

K_c = \frac{1,0 \cdot 1,0}{1,0 \cdot 2} = 0,5

doğrudan elde edilir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 16Soru →

Belirli bir sıcaklıkta, $5\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı bir kaba $2,0\text{ mol } MgCO_3(k)$ katısı konuluyor.

MgCO_3(k) \rightleftharpoons MgO(k) + CO_2(g)

tepkimesine göre sistem aynı sıcaklıkta dengeye ulaştığında, kaptaki katı kütlesinin $35,2\text{ gram}$ azaldığı belirleniyor.

Buna göre, tepkimenin gerçekleştiği sıcaklıktaki denge sabitinin ( $K_c$ ) değeri kaçtır?

( $C = 12\text{ g/mol}$ , $O = 16\text{ g/mol}$ , $Mg = 24\text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.16

Cevap

Tepkimenin gerçekleştiği sıcaklıktaki denge sabitinin (Kc) değeri 0,16'dır.

Kütlenin korunumu yasası gereği, reaksiyon kabındaki katı kütlesinin azalması, katı fazdan gaz fazına geçen karbondioksit gazının oluşmasından kaynaklanır. 35,2 g karbondioksit gazı 0,8 mole karşılık gelir. 5 litrelik kapta bu miktar 0,16 M derişim oluşturur. Tepkime heterojen denge tepkimesi olup, katı fazdaki maddeler denge bağıntısında yer almaz; dolayısıyla denge sabiti karbondioksit gazının derişimine eşittir (Kc = [CO2] = 0,16).

Adım Adım Çözüm

1

Katı kütlesindeki değişimi analiz etme

Katı kütlesindeki 35,2 gramlık azalma, katı fazdan gaz fazına geçen CO2 gazının kütlesine eşittir.

Kütlenin korunumu kanununa göre, reaksiyona giren katı MgCO3'ın kütlesi, oluşan katı MgO ve gaz CO2 kütlelerinin toplamına eşittir. Dolayısıyla katı fazdaki kütle kaybı, gaz fazına geçen bileşenin kütlesidir.

2

Oluşan CO2 gazının mol sayısını hesaplama

n(CO2) = 0,8 mol

CO2'in mol kütlesi M(CO2) = 12 + 2 * 16 = 44 g/mol'dür. Mol sayısı n = m / M formülünden n(CO2) = 35,2 / 44 = 0,8 mol olarak bulunur.

3

CO2 gazının denge derişimini hesaplama

[CO2] = 0,16 M

Molarite formülü M = n / V'dir. Kabın hacmi 5 L olduğuna göre, [CO2] = 0,8 mol / 5 L = 0,16 M olur.

4

Denge sabiti (Kc) bağıntısını yazma ve değeri hesaplama

Kc = 0,16

Heterojen denge tepkimelerinde katılar denge bağıntısına yazılmaz. Tepkimenin denge bağıntısı Kc = [CO2] şeklindedir. Buradan Kc = 0,16 bulunur.

Anahtar Kavram

Heterojen denge tepkimelerinde katıların denge bağıntısına yazılmaması ve denge derişimlerinden Kc hesaplanması.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 17Soru →

Belirli bir sıcaklıkta $2\text{ L}$ 'lik sabit hacimli bo�� bir kaba $22,8\text{ g } NH_2COONH_4(k)$ (amonyum karbamat) katısı ve $0,2\text{ mol } NH_3(g)$ gazı konuluyor.

Sistem aynı sıcaklıkta,

NH_2COONH_4(k) \rightleftharpoons 2NH_3(g) + CO_2(g)

denklemine göre dengeye ulaştığında kapta toplam

0,5\text{ mol}

gaz bulunduğu tespit ediliyor.

Buna göre, tepkimenin gerçekleştiği sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) kaçtır?
( $NH_2COONH_4 = 76\text{ g/mol}$ ; katının hacmi ihmal edilecektir.)

1,6 \times 10^{-2}

2 \times 10^{-2}

2 \times 10^{-3}

1 \times 10^{-2}

8 \times 10^{-3}

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $2 \times 10^{-3}$

Cevap

Tepkimenin derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

) değeri

2 \times 10^{-3}

olarak bulunur.

Tepkime denklemi incelendiğinde amonyum karbamat katı halde, amonyak ve karbondioksit ise gaz halindedir. Bu nedenle denge bağıntısı

K_c = [NH_3]^2 \cdot [CO_2]

şeklindedir. Dengedeki toplam gaz mol sayısı

0,5\text{ mol}

olarak verildiğinden, başlangıçtaki amonyak gazı da dikkate alınarak denge anındaki gaz mol sayıları

n(NH_3) = 0,4\text{ mol}

ve

n(CO_2) = 0,1\text{ mol}

olarak bulunur. Kabın hacmi

2\text{ L}

olduğundan bu gazların denge derişimleri sırasıyla

0,2\text{ M}

ve

0,05\text{ M}

olur. Bu değerler bağıntıda yerine yazıldığında doğru denge sabiti

2 \times 10^{-3}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye giren amonyum karbamat katısının başlangıç mol sayısını hesaplamak.

n(NH_2COONH_4) = \frac{22,8\text{ g}}{76\text{ g/mol}} = 0,3\text{ mol}

olarak bulunur.

Başlangıçtaki katı miktarını mol cinsinden ifade etmek için kütle mol kütlesine bölünür.

2

Tepkime denklemini yazarak başlangıç, değişim ve denge durumlarını belirlemek.

Tepkime:

NH_2COONH_4(k) \rightleftharpoons 2NH_3(g) + CO_2(g)

Başlangıçta:

0,3\text{ mol } NH_2COONH_4(k)

ve

0,2\text{ mol } NH_3(g)

vardır,

CO_2(g)

yoktur.
Değişimde: Katıdan

x\text{ mol}

harcanırken, amonyaktan

2x\text{ mol}

, karbondioksitten

x\text{ mol}

oluşur.
Denge anında:

0,3 - x\text{ mol } NH_2COONH_4(k)

,

0,2 + 2x\text{ mol } NH_3(g)

ve

x\text{ mol } CO_2(g)

bulunur.

Katsayılar arasındaki mol ilişkisini kurarak denge anındaki miktarları bilinmeyen cinsinden ifade etmek gerekir.

3

Dengedeki toplam gaz mol sayısından yararlanarak bilinmeyen (

x

) değerini bulmak.

Dengedeki toplam gaz mol sayısı:

n(\text{toplam gaz}) = n(NH_3) + n(CO_2) = (0,2 + 2x) + x = 0,5\text{ mol}

0,2 + 3x = 0,5 \Rightarrow 3x = 0,3 \Rightarrow x = 0,1\text{ mol}

olarak bulunur.

Katılar gaz fazında olmadığından toplam gaz mol sayısı hesabına dahil edilmez.

4

Denge anındaki gazların mol sayılarını derişimlerine (molarite) dönüştürmek.

Denge anında:

n(NH_3) = 0,2 + 2(0,1) = 0,4\text{ mol} \Rightarrow [NH_3] = \frac{0,4\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,2\text{ M}

n(CO_2) = 0,1\text{ mol} \Rightarrow [CO_2] = \frac{0,1\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,05\text{ M}

olarak hesaplanır.

Denge sabiti bağıntısında kullanılmak üzere mol değerleri kabın hacmine (

V = 2\text{ L}

) bölünerek molariteler bulunur.

5

Denge sabiti (

K_c

) bağıntısını yazıp derişimleri yerine koyarak hesaplama yapmak.

K_c = [NH_3]^2 \cdot [CO_2]

K_c = (0,2)^2 \cdot 0,05 = 0,04 \cdot 0,05 = 0,002 = 2 \times 10^{-3}

olarak hesaplanır.

Tepkime heterojen olduğundan katı haldeki amonyum karbamat bağıntıya dahil edilmez, sadece gazların derişimleri katsayıları üs alınarak yazılır.

Anahtar Kavram

Heterojen denge tepkimelerinde katı ve sıvı maddelerin derişimleri sabit kabul edildiğinden denge bağıntısında (

K_c

) yer almazlar. Denge sabiti hesaplanırken sadece gazların ve sulu çözeltilerin derişimleri, tepkime denklemindeki katsayıları üs olarak alınarak çarpılır.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 18Soru →

Sabit sıcaklıkta,

5\text{ L}

'lik sabit hacimli kapalı boş bir kaba

1,5\text{ mol } CO(g)

gazı ve yeterli miktarda

SnO_2(k)

katısı konuluyor. Sistem,

SnO_2(k) + 2 CO(g) \rightleftharpoons Sn(k) + 2 CO_2(g)

denklemine göre dengeye ulaştığında bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

)

4

olarak ölçülüyor. Buna göre, dengeye ulaşan sistemde

CO(g)

gazının derişimi kaç

\text{mol/L}

'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.1

Cevap

Dengeye ulaşan sistemde CO gazının derişimi 0,1 mol/L'dir.

Denge bağıntısı yazılırken heterojen dengede yer alan katılar elenerek Kc = [CO2]^2 / [CO]^2 yazılır. Mol sayılarından derişime geçilerek denge denklemi çözüldüğünde x = 0,5 mol bulunur. Buradan denge anındaki CO gazının miktarı 0,5 mol ve derişimi de 0,5 / 5 = 0,1 mol/L olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime denklemini yazıp başlangıç, değişim ve denge miktarlarını belirtmek.

Başlangıçta 1,5 mol CO gazı vardır. Reaksiyona giren CO miktarına 2x mol dersek, denge anında 1,5 - 2x mol CO ve 2x mol CO2 gazları bulunur. SnO2 ve Sn katıları denge bağıntısında yer almayacaktır.

Denge hesaplamalarında gaz fazındaki maddelerin mol sayılarındaki değişimleri belirlemek için.

2

Derişimler cinsinden denge bağıntısını (Kc) yazmak.

Kc = [CO2]^2 / [CO]^2

Katı haldeki SnO2 ve Sn maddeleri heterojen dengede bağıntıya yazılmaz.

3

Denge derişimlerini bağıntıda yerine yazarak x değerini bulmak.

Kc = ([CO2]/V)^2 / ([CO]/V)^2 = (2x / 5)^2 / ((1.5 - 2x) / 5)^2 = 4. Her iki tarafın karekökü alındığında 2x / (1.5 - 2x) = 2 elde edilir. Buradan 2x = 3 - 4x => 6x = 3 => x = 0,5 mol bulunur.

Denge sabitinden yararlanarak bilinmeyen mol değişimini (x) hesaplamak.

4

CO gazının denge derişimini hesaplamak.

CO gazının denge anındaki mol sayısı: 1,5 - 2(0,5) = 0,5 mol. Denge derişimi: [CO] = 0,5 mol / 5 L = 0,1 M.

Soruda bizden istenen değerin mol sayısı değil, derişim (molarite) olması nedeniyle mol değerini hacme bölmek.

Anahtar Kavram

Denge Sabiti (Kc) Hesaplamaları

Tahmini Süre:2m 0s

Denge Sabiti (Kc) Hesaplamaları

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

Alternatif Yöntem

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