CO(g) + 2H₂(g) ⇌ CH₃OH(g) tepkimesi dengedeyken kaba bir miktar He gazı ekleniyor. Bu değişiklikle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Denge girenler yönüne kayar
B) Denge ürünler yönüne kayar
C) Denge değişmez
D) Denge sabiti artar
Verilen denge tepkimesi: $CO(g) + 2H_2(g) \rightleftharpoons CH_3OH(g)$
Bu tepkime dengedeyken kaba bir miktar He gazı ekleniyor. Bu değişikliğin denge üzerindeki etkisini adım adım inceleyelim:
- He gazının özelliği: Helyum (He) gazı, tepkimeye girmeyen, yani inert (soy) bir gazdır. Bu, He gazının tepkimedeki $CO$, $H_2$ veya $CH_3OH$ ile kimyasal bir etkileşime girmeyeceği anlamına gelir.
- Toplam basınca etkisi: Kaba He gazı eklenmesi, kabın içerisindeki toplam gaz mol sayısını artırır. Bu da kabın toplam basıncını artırır.
- Kısmi basınçlara etkisi (çok önemli nokta): Denge tepkimelerinde dengeyi etkileyen faktörler, tepkimeye giren ve ürünlerin kısmi basınçları (veya derişimleri) ile ilgilidir. Kaba He gazı eklenmesi, kabın hacmi sabit kaldığı sürece, tepkimeye giren $CO$, $H_2$ ve ürün $CH_3OH$'ın kısmi basınçlarını değiştirmez. Çünkü bu gazların mol sayıları ve kabın hacmi değişmemiştir. Unutmayın, bir gazın kısmi basıncı, o gazın mol sayısına ve kabın hacmine bağlıdır ($P_i = n_i RT/V$). He gazı, diğer gazların $n_i$, $R$, $T$ veya $V$ değerlerini değiştirmez. Bu önemli bir ayrımdır ve denge problemlerinde sıkça karşımıza çıkar.
- Denge sabitine etkisi: Denge sabiti ($K_p$ veya $K_c$) sadece sıcaklıkla değişir. Soruda sıcaklığın değiştiğine dair bir bilgi verilmediği için denge sabiti değişmez. Bu nedenle D seçeneği yanlıştır.
- Dengeye etkisi: Le Chatelier prensibine göre, bir denge sistemine yapılan etki, sistemin bu etkiyi azaltacak yönde hareket etmesine neden olur. Ancak, He gazı eklenmesi tepkimeye giren veya ürünlerin kısmi basınçlarını (ve dolayısıyla derişimlerini) değiştirmediği için, dengeyi bozacak bir etki yaratmaz. Denge, tepkimeye giren veya ürünlerin derişimlerinin ya da kısmi basınçlarının değişmesiyle veya sıcaklık ya da hacim değişimi gibi faktörlerle kayar. He gazı, bu faktörlerden hiçbirini tepkimeye giren maddeler açısından değiştirmez.
Sonuç olarak, sabit hacimli bir kapta inert bir gazın eklenmesi, tepkimeye giren ve ürünlerin kısmi basınçlarını değiştirmediği için denge konumunu etkilemez.
Cevap C seçeneğidir.
