Denge bağıntısında katılar ve saf sıvılar yer alır mı

Question

Kimyasal denge ifadelerinde katıların ve saf sıvıların neden yer almadığını tam olarak anlayamadım. Derste konsantrasyonlarının sabit kaldığını duydum ama bu durum denge bağıntısını nasıl etkiliyor? Özellikle dengede aktif kütleleri değişmediği için mi denklemde görmezden geliniyor, emin olamadım.

Answer 1

📚 Denge Bağıntısı ve Maddelerin Halleri

Kimyasal denge konusunda en çok kafa karıştıran noktalardan biri, denge bağıntısı yazılırken hangi maddelerin yer alıp almayacağıdır. Bu soruyu cevaplamak için temel kuralı iyi anlamak gerekir.

🎯 Temel Kural: Konsantrasyonu Değişen Maddeler

Denge bağıntısı (K_c), sadece konsantrasyonu değişebilen maddeleri içerir. Yani, homojen bir karışım içinde bulunan ve derişimi reaksiyon ilerledikçe değişen gazlar ve çözünmüş maddeler denge bağıntısında yer alır.

❌ Katılar Neden Yer Almaz?

• 🧱 Saf katıların fiziksel olarak bir "konsantrasyonundan" söz edemeyiz. Konsantrasyon, birim hacimdeki mol sayısıdır (n/V).
• ➡️ Bir katının miktarı artsa bile, hacmi de aynı oranda artar. Bu nedenle, birim hacimdeki mol sayısı (konsantrasyon) değişmez ve sabittir.
• 📌 Matematiksel olarak, denge sabiti ifadesinde sabit olan bu değerler, denge sabitinin kendisi olan K_c'nin içine "emilir" ve ifadeden çıkarılır.

💡 Örnek:

Reaksiyon: \( \text{C}(k) + \text{CO}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{CO}(g) \)

🔹 Yanlış Kc: \( K_c = \frac{[\text{CO}]^2}{[\text{C}][\text{CO}_2]} \)

✅ Doğru Kc: \( K_c = \frac{[\text{CO}]^2}{[\text{CO}_2]} \)
(Burada C(k) katı olduğu için denge bağıntısına alınmaz.)

💧 Saf Sıvılar Neden Yer Almaz?

• 🚰 Saf sıvılar da tıpkı katılar gibi, reaksiyon kabının hacmi değişmediği sürece sabit bir konsantrasyona sahiptir.
• ➡️ Örneğin, suyun (H₂O) yoğunluğu ve molaritesi sabittir. Reaksiyonda harcansa veya üretilse bile, saf haldeki konsantrasyonu değişmez.
• 📌 Bu nedenle, saf sıvılar da denge bağıntısına dahil edilmezler.

💡 Örnek:

Reaksiyon: \( \text{CH}_3\text{COOH}(s) + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}(s) \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5(s) + \text{H}_2\text{O}(s) \)

🔹 Burada (s) işareti "saf" anlamına gelir (sıvı halde).

✅ Doğru Kc: \( K_c = \frac{[\text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5][\text{H}_2\text{O}]}{[\text{CH}_3\text{COOH}][\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}]} \) değildir!
Tüm maddeler saf sıvı olduğu için bu reaksiyonun konsantrasyon cinsinden bir denge bağıntısı (K_c) yazılamaz. Bunun yerine kısmi basınçlar cinsinden (K_p) veya aktiviteler cinsinden bir ifade kullanılır.

✅ Özet ve İstisna

• 📌 Kural: Denge bağıntısına (K_c) sadece gazlar ve sulu çözeltideki iyonlar/moleküller yazılır. Saf katılar ve saf sıvılar yazılmaz.
• ⚠️ İstisna: Eğer bir sıvı veya katı, homojen bir karışımın (örneğin bir çözeltinin) bileşeni ise, yani konsantrasyonu değişebiliyorsa, o zaman denge bağıntısına dahil edilir. Örneğin, suyun sulu bir çözeltide çözünmüş bir iyon olduğu durumlar.

Bu kuralı "Konsantrasyonu değişmeyen maddeler yazılmaz" şeklinde özetlemek en doğrusudur. 🎯