DENGEYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER - 11. Sınıf (AYT Kimya) - Kimya Budur

DENGEYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER

DENGEYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER

*Bu bölümde kimyasal denge tepkimelerini etkileyen faktörler öğrenilir. Denge tepkimelerine sıcaklık, derişim, basınç-hacim, katalizör etkisi incelenir.

LE CHETALİER İLKESİ

Dengedeki sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında, sistem bu etkiyi azaltacak yönde tepki verir. Bu ilkeye Le Chatelier İlkesi denir.

Bir denge tepkimesinin sıcaklığı, basıncı ya da miktarı arttırıldığında tepkime bu artmayı azaltacak yönde ileri ya da geri hareket eder ve yeni durumda tekrar denge kurulur.

Aşağıda sıvı buhar dengesinin kurulduğu serbest sürtünmesiz pistonlu kapta:

1.Piston aşağı itildiğinde:

Kabın basıncı artar. Denge basıncı düşürmek için sıvı yönüne kayarak tepki verir. Bu durumda sıvı molekül sayısı artar, buhar molekül sayısı azalır. Denge yeniden kurulur.

2.Piston yukarı çekildiğinde:

Kabın basıncı azalır. Denge basıncı artırmak için buhar yönüne kayarak tepki verir. Bu durumda buhar molekül sayısı artar, sıvı molekül sayısı azalır. Denge yeniden kurulur.

SICAKLIK ETKİSİ

Ekzotermik tepkimelerde sıcaklık etkisi:

Sıcaklık arttığında denge girenler yönüne (ısının olmadığı tarafa) kayar. Kc değeri azalır.

Sıcaklık düştüğünde denge ürünler yönüne (ısının olduğu tarafa) kayar. Kc değeri artar.

N2(g)  +  3H2(g)      2NH3(g) + ısı

tepkimesinde:

Sıcaklık arttırıldığında tepkime sıcaklığı azaltmak için girenlere yönüne (ısının olmadığı tarafa) kayar. Bu nedenle Kc azalır.

Sıcaklık azaltıldığında tepkime sıcaklığı arttırmak için ürünler yönüne (ısının olduğu tarafa) kayar. Bu nedenle Kc artar.

Endotermik tepkimelerde sıcaklık etkisi:

Sıcaklık arttırıldığında denge ürünler yönüne (ısının olmadığı tarafa) kayar. Kc değeri artar.

Sıcaklık düşürüldüğünde denge girenler yönüne (ısının olduğu tarafa) kayar. Kc değeri azalır.

2HF(g)  +  ısı     H2(g)  +  F2(g)

tepkimesinde:

Sıcaklık arttırıldığında tepkime ürünler yönüne kayar. Kc artar.

Sıcaklık düşürüldüğünde tepkime girenler yönüne kayar. Kc azalır.

Örnek-1

H2(g)  +  F2(g)   2HF(g)  +  ısı

1 L’lik kapta dengedeki tepkimede 0,2 mol H , 0,1 mol F ve 0,1 mol HF gazları bulunmaktadır. Sıcaklık arttırılıp denge tekrar kurulduğunda kapta toplam 0,35 mol gaz olduğu tespit ediliyor.

Buna göre ikinci denge durumunda kapta bulunan gazların molar derişimlerini bulunuz?

ÇÖZÜM:

DERİŞİM ETKİSİ

Denge tepkimesinde ortamda bulunan maddelerden birinin derişimi arttırıldığında tepkime o maddenin derişimini azaltacak yönde hareket eder.

Derişim değişimi denge sabitini değiştirmez.

N2(g)  +  3H2(g)      2NH3(g)  tepkimesinde:

N2 gazının derişimi arttırıldığında:

  • Tepkime ürünler yönüne hareket eder.
  • H2 gazı derişimi azalır.
  • NH3 gazı derişimi artar.
  • Kc değişmez.

N2 derişiminin artması ile derişim ve denge durumundaki değişime ait grafik aşağıdaki gibi olur:

H2 gazının derişimi azaltıldığında:

  • Tepkime girenler yönüne hareket eder.
  • N2 gazı derişimi artar.
  • NH3 gazı derişimi azalır.
  • Kc değişmez.

H2 gazının derişimi arttırıldığında denge tepkimesinin derişim-zaman grafiği aşağıdaki gibi olur:

NH3 gazının derişimi arttırıldığında:

  • Tepkime girenler yönüne hareket eder.
  • N2 gazı derişimi artar.
  • H2 gazı derişimi artar.
  • Kc değişmez.

NH3 derişimi arttırıldığında denge tepkimesine ait derişim-zaman grafiği aşağıdaki gibi olur:

Örnek-2

H2(g) + Cl2(g)      2HCl(g)

Tepkimesi 1 L’lik kapta gerçekleşiyor. Tepkime dengeye ulaştığında kaba 0,05 mol HCl gazı ilave ediliyor ve yandaki derişim-zaman grafiği elde ediliyor. Grafiğe göre t2 anında denge derişimlerini bulunuz.

ÇÖZÜM:

TOPLAM BASINÇ VE HACİM

Hacim azaltıldığında (toplam basınç artar) tepkime, basıncı azaltmak için mol sayısının az olduğu yöne hareket eder.

Hacim arttırıldığında (toplam basınç azalır) tepkime, basıncı arttırmak için mol sayısının fazla olduğu yöne hareket eder.

Basınç-hacim değişimi Kc’yi etkilemez.

A(g) + 2B(g)      C(g)

tepkimesinde girenlerde toplam 3 mol gaz, ürünlerde ise 1 mol gaz bulunmaktadır.

1.Piston aşağı itilip hacim azaltılırsa:

  • Toplam basınç artar.
  • Tepkime mol sayısının az olduğu ürünler yönüne kayar.

2.Piston yukarı çekilip hacim arttırılırsa:

  • Toplam basınç artar.
  • Tepkime mol sayısının fazla olduğu girenler yönüne kayar.

N2(g)  +  3H2(g)      2NH3(g)  tepkimesinde:

Kabın hacmi azaltıldığında:

  • Tepkime kabının hacmi azaltıldığında toplam basınç artar ve tepkime ürünler yönüne (mol sayısı az) hareket ederek yeni denge durumu oluşturur.
  • Derişimler artar.
  • Kc değişmez.

Kabın hacmi azaltıldığında oluşan dengeye ait derişim-zaman grafiği aşağıdaki gibi olur:

Kabın hacmi arttırıldığında:

  • Toplam basınç azalır ve tepkime girenler yönüne (mol sayısıfazla) hareket ederek yeni denge durumu oluşturur.
  • Derişimler azalır.
  • Kc değişmez.

Kabın hacmi arttırıldığında oluşan dengeye ait derişim-zaman grafiği aşağıdaki gibi olur:

KISMİ BASINÇ ETKİSİ

Tepkimede giren veya ürünlerden herhangi birinin kısmi basıncı arttırıldığında denge bu artışı azaltacak yönde ilerler.

N2(g)  +  3H2(g)      2NH3(g)    tepkimesinde:

Kaba bir miktar N2  gazı eklenirse:

  • Tepkime girenler tarafındaki basıncı azaltmak için ürünler yönüne ilerler.
  • H2 gazı miktarı azalır.
  • NH3 gazı miktarı artar.
  • Kc değişmez.

Kaba bir miktar NH3  gazı eklenirse:

  • Tepkime ürünler tarafındaki basıncı azaltmak için girenler yönüne ilerler.
  • H2 ve N2 gazı miktarı artar.
  • Kc değişmez.

Sabit hacim ve sıcaklıkta Kaba tepkimeye girmeyen (inert) bir gaz eklenmesi dengeyi etkilemez.

Hacim sabit değilse; kaba inert gaz eklenmesi durumunda hacim artar, toplam basınç azalır. Denge mol sayısının çok olduğu tarafa kayar.

KATALİZÖR ETKİSİ

Katalizör ileri ve geri yönteki tepkimelerin hızlarını eşit miktarda değiştirir. Dolayısıyla dengeyi ve Kc’yi değiştirmez. Yalnızca dengenin daha kısa sürede kurulmasını sağlar.