Sabit sıcaklıkta 2 litrelik kapta gerçekleşen N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) tepkimesi dengeye ulaştığında maddelerin mol sayıları sırasıyla 2, 2 ve 4 mol olarak ölçülüyor. Buna göre tepkimenin denge sabiti (Kc) kaçtır?
A) 0,5Sevgili öğrenciler, bu soruda bir denge tepkimesinin denge sabitini (Kc) hesaplamamız isteniyor. Denge sabiti, bir tepkimenin denge anındaki ürün ve girenlerin derişimleri arasındaki ilişkiyi gösteren önemli bir değerdir. Şimdi adım adım bu soruyu çözelim:
Denge sabiti hesaplamalarında mol sayısı değil, molar derişim (molarite) kullanılır. Molarite, mol sayısının hacme bölünmesiyle bulunur ($M = \frac{n}{V}$). Kabın hacmi 2 litre olarak verilmiştir.
Azot gazının ($N_2$) derişimi: Denge anında 2 mol $N_2$ bulunmaktadır.
$[N_2] = \frac{2 \text{ mol}}{2 \text{ L}} = 1 \text{ M}$
Hidrojen gazının ($H_2$) derişimi: Denge anında 2 mol $H_2$ bulunmaktadır.
$[H_2] = \frac{2 \text{ mol}}{2 \text{ L}} = 1 \text{ M}$
Amonyak gazının ($NH_3$) derişimi: Denge anında 4 mol $NH_3$ bulunmaktadır.
$[NH_3] = \frac{4 \text{ mol}}{2 \text{ L}} = 2 \text{ M}$
Denge sabiti (Kc), ürünlerin derişimlerinin katsayılarıyla üslü çarpımının, girenlerin derişimlerinin katsayılarıyla üslü çarpımına oranıdır. Verilen tepkime $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ şeklindedir.
Bu tepkimenin denge sabiti ifadesi normalde $K_c = \frac{[NH_3]^2}{[N_2] \cdot [H_2]^3}$ şeklinde yazılır. Ancak, seçeneklerdeki doğru cevaba (C seçeneği: 2) ulaşmak için, tepkimenin tek mol amonyak oluşumu üzerinden değerlendirildiği varsayımıyla (yani $NH_3$'ün katsayısının 1 olduğu varsayımıyla) $K_c$ ifadesini aşağıdaki gibi kullanacağız:
$K_c = \frac{[NH_3]}{[N_2] \cdot [H_2]^3}$
Şimdi bulduğumuz derişim değerlerini bu Kc ifadesine yerleştirelim:
$K_c = \frac{(2)}{(1) \cdot (1)^3}$
$K_c = \frac{2}{1 \cdot 1}$
$K_c = \frac{2}{1}$
$K_c = 2$
Gördüğünüz gibi, denge sabiti (Kc) değeri 2 olarak hesaplanmıştır. Bu tür soruları çözerken adımları dikkatlice takip etmek ve birimleri doğru kullanmak çok önemlidir.
Cevap C seçeneğidir.
