Online Kolej
Kayıt Ol

11. Sınıf Kimya · Ünite 2

Kimyasal Denge: İleri ve Geri Adımların Uyumu

Kimyasal denge kavramını, ileri ve geri tepkime hızları arasındaki ilişkiyi ve denge sabitinin (Kc) matematiksel modelini keşfedeceğimiz etkileşimli bir ders.

Kazanım KİM.11.2.3 · 40 dk okuma

Kimyasal Denge Nedir?

Çok yoğun bir alışveriş merkezini düşünün. İçerideki insan sayısı saatlerce sabit kalıyorsa, bu kimsenin hareket etmediği anlamına gelmez. Kapıdan girenlerin sayısı ile çıkanların sayısı birbirine tam olarak eşittir. İşte kimyasal tepkimelerde de durum tam olarak böyledir! Kapalı bir kapta, giren maddelerin ürünlere dönüşme hızı ile ürünlerin tekrar girenlere dönüşme hızının birbirine eşit olduğu an, 'kimyasal denge' anıdır.

Denge Sabitinin (Kc) Doğuşu

Denge anında sistem dinamiktir ama derişimler sabittir. İleri tepkime hızını (ri) ve geri tepkime hızını (rg) düşünelim. Denge anında ri = rg olur. İleri hız sabitini ki, geri hız sabitini kg ile göstererek aşağıdaki gibi genel bir tepkimeyi inceleyelim:

aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)aA(g) + bB(g) \rightleftharpoons cC(g) + dD(g)

Hız eşitliğinden yararlanarak, ürünlerin derişimlerinin girenlerin derişimlerine oranını sabit bir sayı olarak buluruz. Bu kavrama Derişimler Cinsinden Denge Sabiti (Kc) denir ve matematikte şu şekilde modellenir:

Kc=kikg=[C]c⋅[D]d[A]a⋅[B]bK_c = \frac{k_i}{k_g} = \frac{[C]^c \cdot [D]^d}{[A]^a \cdot [B]^b}

Homojen ve Heterojen Denge

Eğer bir tepkimedeki tüm maddeler aynı fiziksel hâlde (örneğin hepsi gaz) ise buna homojen denge denir. Ancak girenler ve ürünler arasında farklı fiziksel hâller bulunuyorsa, bu duruma heterojen denge adı verilir. Örneğin, doğadaki kireç taşının parçalanması heterojen bir dengedir:

CaCO3(k)⇌CaO(k)+CO2(g)CaCO_3(k) \rightleftharpoons CaO(k) + CO_2(g)

Öğrendiğimiz kurala göre katıları elersek, bu tepkimenin denge sabiti modeli yalnızca karbondioksit gazına bağlı olur:

Kc=[CO2]K_c = [CO_2]

Modelimizi Test Edelim: Haydi Hesaplayalım!

Şimdi geliştirdiğimiz bu matematiksel modeli bir örnek üzerinde sınayalım. Sabit hacimli bir kapta gerçekleşen tepkimemiz şu olsun:

N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)

Denge anında sistemde 1 M Azot (N2), 2 M Hidrojen (H2) ve 4 M Amonyak (NH3) gazları ölçülmüş olsun. Araştırmacı kimliğimizle hemen denklemimizi kurup Kc değerini hesaplayalım:

Kc=[NH3]2[N2]⋅[H2]3=421⋅23=168=2K_c = \frac{[NH_3]^2}{[N_2] \cdot [H_2]^3} = \frac{4^2}{1 \cdot 2^3} = \frac{16}{8} = 2

Tebrikler! Doğadaki bu görünmez dinamik dengeyi, başarılı bir matematiksel oranla modellediniz.

auto_awesome

Kimyasal Denge: İleri ve Geri Adımların Uyumu: Alıştırma Soruları

  1. 1. Kimyasal dengeye ulaşmış kapalı bir sistemdeki tepkime için aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?

    • A) Girenlerin tamamı tükenmiştir.
    • B) İleri ve geri tepkime hızları birbirine eşittir.
    • C) Ürünlerin derişimi girenlerden daha fazladır.
    • D) Tepkime mikroskobik düzeyde tamamen durmuştur.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) İleri ve geri tepkime hızları birbirine eşittir.

    Denge anı dinamiktir; yani tepkimeler durmaz. Ancak ileri yöndeki tepkime hızı ile geri yöndeki tepkime hızı birbirine eşit olduğu için maddelerin derişimleri sabit kalır.

  2. 2. Aşağıdaki tepkimelerden hangisi heterojen dengeye bir örnektir?

    • A) H2(g) + Cl2(g) ⇌ 2HCl(g)
    • B) N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
    • C) C(k) + O2(g) ⇌ CO2(g)
    • D) CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g)
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) C(k) + O2(g) ⇌ CO2(g)

    Heterojen dengede tepkimeye giren veya ürün olarak çıkan maddelerden en az biri farklı bir fiziksel hâlde olmalıdır. C seçeneğinde katı ve gaz fazları bir aradadır.

  3. 3. CaCO3(k) ⇌ CaO(k) + CO2(g) tepkimesinin derişimler cinsinden denge sabiti (Kc) ifadesi aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) Kc = [CaO] · [CO2] / [CaCO3]
    • B) Kc = 1 / [CO2]
    • C) Kc = [CO2]
    • D) Kc = [CaCO3] / ([CaO] · [CO2])
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) Kc = [CO2]

    Denge bağıntısına saf katılar ve sıvılar dâhil edilmez. Girenlerdeki CaCO3 ve ürünlerdeki CaO katı olduğu için bağıntıya yazılmaz. Bağıntı sadece ürünlerdeki CO2 gazına bağlıdır.

  4. 4. A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) tepkimesi dengeye ulaştığında kapta 2 M A, 3 M B ve 6 M C gazları bulunmaktadır. Buna göre tepkimenin denge sabiti (Kc) kaçtır?

    • A) 2
    • B) 4
    • C) 6
    • D) 12
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) 6

    Kc bağıntısı [C]^2 / ([A] · [B]) şeklindedir. Değerleri yerine koyarsak: Kc = (6^2) / (2 · 3) = 36 / 6 = 6 sonucuna ulaşırız.

  5. 5. 2X(g) ⇌ Y(g) + Z(g) tepkimesinin denge sabiti Kc = 4'tür. Sabit hacimli bir kapta belirli bir sıcaklıkta denge anında 1 M Y ve 4 M Z gazları bulunduğuna göre, aynı anda kapta kaç M X gazı vardır?

    • A) 0.5
    • B) 1
    • C) 2
    • D) 4
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) 1

    Kc = ([Y] · [Z]) / [X]^2 bağıntısında verilenleri yerine koyduğumuzda: 4 = (1 · 4) / [X]^2 olur. Buradan [X]^2 = 1 ve [X] = 1 M olarak bulunur.

1 soru daha seni bekliyor

Ücretsiz kaydol; Kimyasal Denge: İleri ve Geri Adımların Uyumu testini puanlı çöz, XP kazan ve takıldığın yeri yapay zeka öğretmenine sor.

Ücretsiz Kaydol