N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) reaksiyonu için 500°C'de denge sabiti Kc'dir. Bu reaksiyona bir katalizör eklendiğinde,
I. Denge sabiti (Kc)
II. Dengeye ulaşma süresi
III. Denge anındaki ürün derişimi
niceliklerinden hangileri değişmez?
Bir kimyasal denge tepkimesine katalizör eklenmesinin etkilerini anlamak için her bir niceliği ayrı ayrı inceleyelim:
Denge sabiti ($K_c$), bir kimyasal tepkimenin belirli bir sıcaklıktaki denge durumunu ifade eden bir değerdir. Bu değer, sadece ve sadece sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık değişmediği sürece $K_c$ değeri de değişmez. Katalizörler, tepkimenin hem ileri hem de geri yöndeki hızlarını aynı oranda artırarak tepkimenin dengeye daha hızlı ulaşmasını sağlar, ancak denge konumunu veya denge sabitini değiştirmez. Soruda sıcaklık $500^\circ C$ olarak sabit kaldığı için, katalizör eklenmesi $K_c$ değerini değiştirmez.
Katalizörlerin temel görevi, tepkimenin aktivasyon enerjisini düşürerek tepkime hızını artırmaktır. Hem ileri hem de geri yöndeki tepkime hızları arttığı için, sistem denge durumuna daha kısa sürede ulaşır. Dolayısıyla, dengeye ulaşma süresi katalizör eklendiğinde değişir (azalır).
Katalizörler, denge konumunu değiştirmezler. Yani, bir tepkime dengeye ulaştığında, ürünlerin ve reaktiflerin denge derişimleri, katalizörsüz durumdakiyle aynı olur. Katalizör sadece dengeye ulaşma hızını etkiler, denge anındaki miktarları veya derişimleri etkilemez. Bu nedenle, denge anındaki ürün derişimi (örneğin $NH_3$ derişimi) katalizör eklendiğinde değişmez.
Yukarıdaki değerlendirmelere göre, katalizör eklendiğinde değişmeyen nicelikler I (Denge sabiti $K_c$) ve III (Denge anındaki ürün derişimi)'dir.
Cevap B seçeneğidir.
