Kp ve Kc arasındaki ilişki (Kp = Kc.(RT)Δn - Köpek Kaçırtan)

Question

Kimyasal denge konusunda Kp ve Kc ilişkisi formülünü tam olarak anlayamadım. Δn'in ne olduğunu ve neden (RT) üzeri Δn şeklinde yazıldığını karıştırıyorum. Gazlı tepkimelerde mol sayısı değişimi ile basınç ve konsantrasyon arasındaki bu bağlantıyı kurmakta zorlanıyorum.

Answer 1

📊 Kp ve Kc Arasındaki İlişki

Kimyasal denge sabitleri olan Kp ve Kc, bir denge tepkimesinin hangi yönde ve ne ölçüde gerçekleştiğini gösteren sayılardır. Aralarındaki ilişkiyi anlamak için önce bu iki sabitin neyi temsil ettiğini öğrenelim.

🧪 Kc Nedir?

Kc, bir denge tepkimesindeki maddelerin derişimleri (mol/L) cinsinden ifade edilen denge sabitidir. Genel bir gaz fazındaki tepkime için:

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

Kc şu şekilde yazılır:

\( K_c = \frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b} \)

🌡️ Kp Nedir?

Kp ise aynı tepkime için, maddelerin kısmi basınçları cinsinden ifade edilen denge sabitidir.

\( K_p = \frac{(P_C)^c (P_D)^d}{(P_A)^a (P_B)^b} \)

🔗 Kp ve Kc İlişkisi

İdeal gaz denklemini \( PV = nRT \) hatırlayalım. Bir gazın kısmi basıncı \( P = \frac{n}{V}RT \) veya \( P = (derişim) \times RT \) şeklinde yazılabilir.

Bu durumda, Kp ifadesindeki her bir kısmi basıncı \( P = MRT \) (M: molar derişim) şeklinde yazarsak ve Kc ifadesiyle ilişkilendirirsek, aşağıdaki formüle ulaşırız:

\( K_p = K_c (RT)^{\Delta n} \)**

📝 Formülün Bileşenleri

• ✅ Kp: Kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti.
• ✅ Kc: Molar derişimler cinsinden denge sabiti.
• ✅ R: İdeal gaz sabiti. Değeri, birimlere bağlıdır. En yaygın kullanımı 0.082057 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹'dir.
• ✅ T: Mutlak sıcaklık (Kelvin, K).
• ✅ Δn: Gaz halindeki ürünlerin mol sayısı ile gaz halindeki girenlerin mol sayısı arasındaki farktır.

\( \Delta n = (c + d) - (a + b) \)

💡 Hatırlatma İpucu: "Köpek Kaçırtan"

Formülü Kp = Kc . (RT)^Δn şeklinde hatırlamak için "Köpek Kaçırtan" ifadesi bir akrostiş olarak kullanılabilir:

• 🐕 Köpek → Kp
• 🟰 Kaçırtan → = Kc . (RT)^Δn

Bu, formülün sırasını ve bileşenlerini hatırlamanıza yardımcı olacak eğlenceli bir yöntemdir!

🎯 Önemli Noktalar

• 📌 Bu ilişki sadece gaz fazında gerçekleşen tepkimeler için geçerlidir. Sıvı ve katıların derişimleri veya basınçları bu hesaba dahil edilmez.
• 📌 Eğer tepkimedeki gaz mol sayısı değişmiyorsa (yani Δn = 0 ise), o zaman \( (RT)^0 = 1 \) olacağı için Kp = Kc olur.
• 📌 R gaz sabitinin birimine dikkat edin! Kp genellikle atm cinsinden, Kc ise mol/L cinsinden ifade edildiği için R'nin değeri olarak 0.0821 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹ kullanmak uygundur.

🧠 Örnek Uygulama

Aşağıdaki tepkimeyi inceleyelim:

\( N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g) \)

• ➡️ Giren gazların toplam mol sayısı: 1 + 3 = 4 mol
• ➡️ Ürün gazların toplam mol sayısı: 2 mol
• ➡️ \( \Delta n = 2 - 4 = -2 \)

Bu tepkime için Kp ve Kc ilişkisi:

\( K_p = K_c (RT)^{-2} \) veya \( K_p = \frac{K_c}{(RT)^2} \)

Bu, aynı sıcaklıkta Kp'nin Kc'den daha küçük bir değer olacağını gösterir.