Kimya laboratuvarı
Taneciği hayal et; formülü, tepkimeyi ve oranı birlikte oku.
9 bölüm · ~17 dk · 17 etkileşim
Kimyasal denge, AYT Kimya testinde genellikle 1 soruyla doğrudan sorulur; ayrıca asit-baz ve çözünürlük dengesi sorularının da temelini oluşturur. Kapalı bir kapta gerçekleşen tersinir bir tepkimede ileri ve geri tepkime hızları eşitlendiğinde sistem dengeye ulaşır. Bu andan sonra maddelerin derişimleri, renk ve basınç gibi gözlenebilir özellikler sabit kalır. Ancak tepkimeler durmaz, iki yönde de aynı hızla sürer. Bu nedenle kimyasal dengeye dinamik denge denir.
Konunun omurgası üç sorudan oluşur: (1) Denge sabiti (Kc) nasıl yazılır ve hesaplanır? (2) Sistem dengede mi, değilse hangi yöne ilerler (Qc ile Kc karşılaştırması)? (3) Dengeye dışarıdan bir etki yapılırsa sistem nasıl tepki verir (Le Chatelier ilkesi)?
1Dinamik denge: tanecikler durmaz
İlk bölüm! Temeli burada atıyoruz, acele etme.
2Denge sabiti (Kc) ifadesi
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
CaCO₃(k) ⇌ CaO(k) + CO₂(g)
Tepkimesinin derişimler cinsinden denge sabiti (Kc) ifadesi aşağıdakilerden hangisidir?
3Denge hesapları: başlangıç–değişim–denge
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g) tepkimesi için 2 litrelik kapalı bir kaba 1 mol H₂ ve 1 mol I₂ konuyor. Sabit sıcaklıkta dengede kapta 1,6 mol HI bulunduğuna göre Kc kaçtır?
PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g) tepkimesi için 1 litrelik kaba 1 mol PCl₅ konuyor. Sabit sıcaklıkta PCl₅'in %20'si ayrışarak denge kuruluyor. Kc kaçtır?
4Tepkime değişince K nasıl değişir?
Bunu bir arkadaşına anlatabilir misin? Kafanda bir dene.
| Değişiklik | Yeni denge sabiti |
|---|---|
| Tepkime ters çevrilirse | 1/K |
| Katsayılar n ile çarpılırsa | Kⁿ |
| Katsayılar yarıya bölünürse | √K |
| İki tepkime toplanırsa | K₁·K₂ |
2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g) tepkimesinin belirli bir sıcaklıktaki Kc değeri 16'dır. Aynı sıcaklıkta N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) ve NO₂(g) ⇌ ½N₂O₄(g) tepkimelerinin denge sabitleri kaçtır?
5Tepkime katsayısı (Qc): dengede mi?
Yarıyı geçtin, harika gidiyorsun! 4 bölüm kaldı.
Qc, Kc ile aynı biçimde yazılır; ancak herhangi bir andaki derişimler kullanılır.
| Karşılaştırma | Anlamı | Tepkime yönü |
|---|---|---|
| Qc = Kc | Sistem dengededir | Net değişim yok |
| Qc < Kc | Ürünler azdır | İleri |
| Qc > Kc | Ürünler fazladır | Geri |
CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g) tepkimesinin belirli bir sıcaklıkta Kc değeri 4'tür. 1 litrelik kapta 1 mol CO, 1 mol H₂O, 1 mol CO₂ ve 2 mol H₂ bulunmaktadır. Sistem dengede midir, değilse hangi yöne ilerler?
6Le Chatelier ilkesi: sistem etkiye direnir
Takıldığın yere not al, sonra birlikte döneriz.
Dengedeki bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında sistem, bu etkiyi azaltacak yönde kayar ve yeni bir dengeye ulaşır.
| Etki | Dengenin tepkisi | Kc değişir mi? |
|---|---|---|
| Madde eklemek / çekmek | Eklenen maddeyi harcayan yöne / çekilen maddeyi üreten yöne kayar. Katı ya da saf sıvı eklemek dengeyi etkilemez. | Hayır |
| Hacmi küçültmek (basıncı artırmak) | Gaz mol sayısının az olduğu yöne kayar; hacim büyütülürse gaz mol sayısının çok olduğu yöne. Δn = 0 ise kaymaz. | Hayır |
| Sabit hacimde soy gaz eklemek | Derişimler ve kısmi basınçlar değişmediği için etkilenmez | Hayır |
| Sıcaklığı artırmak | Endotermik yöne kayar | Evet: ΔH > 0 ise Kc artar, ΔH < 0 ise Kc azalır |
| Katalizör | Kaymaz; ileri ve geri aktifleşme enerjisi aynı miktarda düşer, iki hız da artar, dengeye daha kısa sürede ulaşılır | Hayır |
Etki tamamen giderilemez: Eklenen maddenin yeni denge derişimi, eski denge derişiminden yine büyüktür.
H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)
Tepkimesi sabit sıcaklıkta ve sabit hacimli kapalı bir kapta dengededir. Kaba bir miktar H₂ gazı eklenerek sistemin yeniden dengeye ulaşması bekleniyor.
Buna göre aşağıdakilerden hangisi gerçekleşir?
2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g), ΔH < 0 tepkimesi dengededir. SO₃ miktarını artırmak için neler yapılabilir?
Sabit sıcaklıkta dengede bulunan aşağıdaki tepkimelerden hangisinin dengesi, kap hacminin küçültülmesinden etkilenmez?
7Sık yapılan hatalar
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
Doğru mu, yanlış mı?
Katı ve saf sıvılar Kc ifadesine yazılır.
Katalizör dengeyi ürünler yönüne kaydırır ve Kc'yi artırır.
Derişim ya da basınç değişince Kc de değişir.
Tepkime ters çevrilince Kc'nin işareti değişir (−K).
Hacim değişiminin etkisi yorumlanırken katı ve sıvılar da sayılır.
Sabit hacimde soy gaz eklenince toplam basınç arttığı için denge kayar.
Le Chatelier ilkesinde etki tamamen ortadan kalkar.
Kc'nin büyük olması tepkimenin hızlı olduğunu gösterir.
8ÖSYM'de nasıl soruluyor
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
- Kc hesaplama: Başlangıç mol sayıları ve kap hacmi verilir; dengedeki bir maddenin miktarı ya da ayrışma yüzdesi üzerinden "başlangıç–değişim–denge" tablosu kurularak Kc bulunur.
- Kc'den denge miktarı bulma: Kc verilip denge derişimleri istenir. H₂ + I₂ ⇌ 2HI gibi tepkimelerde her iki tarafın karekökünü almak çözümü kısaltır.
- Qc–Kc karşılaştırması: Karışımın dengede olup olmadığı, değilse hangi maddelerin artıp azalacağı sorulur.
- Le Chatelier yorumları: I–II–III öncüllü sorularda sıcaklık, hacim, derişim ve katalizör etkileri birlikte sorgulanır. "Kc değişir mi?" sorusu en sık kullanılan çeldiricidir.
- Tepkimelerin birleştirilmesi: Birden fazla tepkimenin K değerleri verilip toplam tepkimenin K değeri istenir.
- Kp–Kc ilişkisi ve kısmi basınçlar üzerinden Kp hesabı.
9Kısa tekrar
Son bölüm! Biraz kaldı, bitirmek üzeresin.
Denge dinamiktir: ileri hız = ; gözlenebilir özellikler sabittir. Kc ifadesinde ürün derişimleri , giren derişimleri katsayı kadar kuvvetle yazılır; yazılmaz. Kc yalnızca değişir: Endotermikte sıcaklık artınca Kc , ekzotermikte . Ters tepkime → ; katsayılar n ile çarpılırsa → ; tepkimeler toplanırsa K'ler . Kp = ; Δn = 0 ise Kp = Kc. Qc < Kc → ; Qc > Kc → ; Qc = Kc → denge. Hacim küçülürse denge tarafa kayar. Katalizör dengeye ulaşma süresini kısaltır; değiştirmez.