N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) ΔH = -92 kJ tepkimesi dengededir. Bu sistemde sıcaklık artırıldığında aşağıdaki değişimlerden hangisi gözlenir?
A) Kp ve Kc artarSevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım inceleyerek denge tepkimelerinde sıcaklık değişiminin denge sabitleri üzerindeki etkisini birlikte anlayalım.
Verilen tepkime $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ ve $\Delta H = -92 \text{ kJ}$ olarak verilmiştir. $\Delta H$ değerinin negatif olması, bu tepkimenin ekzotermik (ısı veren) bir tepkime olduğunu gösterir. Yani, amonyak ($NH_3$) oluşurken ortama ısı salınır. Bu durumu tepkime denklemine ısıyı bir ürün olarak ekleyerek gösterebiliriz:
$N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g) + \text{Isı}$
Dengede olan bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında (sıcaklık, basınç, derişim değişimi gibi), sistem bu etkiyi azaltacak yönde hareket ederek yeni bir denge kurar. Buna Le Chatelier İlkesi denir.
Sistemde sıcaklık artırıldığında, sistem eklenen ısıyı tüketmek isteyecektir. Ekzotermik tepkimelerde ısı ürünler tarafında olduğu için, sistemi ısıyı tüketmek üzere girenler yönüne (sola) kaydırır. Yani, $NH_3$ gazı parçalanarak $N_2$ ve $H_2$ gazlarına dönüşme eğilimi gösterir.
Denge sabitleri ($K_p$ ve $K_c$) sadece sıcaklıkla değişir. Denge girenler yönüne kaydığında:
Denge sabiti ifadesi genel olarak $K = \frac{[Ürünler]}{[Girenler]}$ şeklinde yazılır. Ürünlerin azalıp girenlerin artması, bu oranın küçülmesine neden olur. Dolayısıyla, hem derişimler cinsinden denge sabiti ($K_c$) hem de kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti ($K_p$) azalır.
Özetle, ekzotermik tepkimelerde sıcaklık artışı denge sabitlerini azaltır. Endotermik tepkimelerde ise sıcaklık artışı denge sabitlerini artırır.
Bu analizlere göre, sıcaklık artırıldığında $K_p$ ve $K_c$ değerleri azalacaktır.
Cevap B seçeneğidir.
