Bir öğrenci, 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) reaksiyonunda sıcaklığı artırdığında denge sabitinin (Kc) azaldığını gözlemliyor. Bu gözlemle ilgili aşağıdaki çıkarımlardan hangisi yanlıştır?
A) Reaksiyon ekzotermiktir
B) Sıcaklık artışı dengeyi girenler yönüne kaydırır
C) Reaksiyonun ilerlemesi ısı veren yöndedir
D) Sıcaklık artışı ürün verimini artırır
Merhaba sevgili öğrencilerim,
Bu soruda, kimyasal denge ve sıcaklığın denge üzerindeki etkisiyle ilgili önemli bir prensibi inceleyeceğiz. Verilen reaksiyon $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)$ ve gözlemimiz, sıcaklık artırıldığında denge sabitinin ($K_c$) azaldığı yönünde. Bu bilgiyi kullanarak seçenekleri tek tek değerlendirelim.
- Denge Sabiti ($K_c$) ve Sıcaklık İlişkisi:
- Denge sabiti ($K_c$), sadece sıcaklıkla değişen bir değerdir.
- Eğer sıcaklık artırıldığında $K_c$ değeri azalıyorsa, bu durum ileri yönlü reaksiyonun ekzotermik (ısı veren) olduğunu gösterir. Çünkü ekzotermik bir reaksiyonda sıcaklık artışı, dengeyi girenler yönüne kaydırarak ürün miktarını azaltır ve dolayısıyla $K_c$ değerini düşürür.
- Eğer sıcaklık artırıldığında $K_c$ değeri artıyorsa, bu durum ileri yönlü reaksiyonun endotermik (ısı alan) olduğunu gösterir.
- Verilen Gözlemi Değerlendirme:
- Soruya göre, sıcaklık artışı ($T \uparrow$) denge sabitini ($K_c \downarrow$) azaltıyor.
- Yukarıdaki bilgiye göre, bu durum reaksiyonun ileri yönünün ekzotermik olduğunu kanıtlar. Yani, $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g) + \text{Isı}$ şeklinde düşünebiliriz.
- Seçeneklerin İncelenmesi:
- A) Reaksiyon ekzotermiktir: Yukarıdaki analizimizden de anlaşıldığı gibi, $T \uparrow$ ve $K_c \downarrow$ ilişkisi reaksiyonun ekzotermik olduğunu gösterir. Bu ifade doğrudur.
- B) Sıcaklık artışı dengeyi girenler yönüne kaydırır: Ekzotermik bir reaksiyonda (ısı ürünler tarafında), sıcaklığı artırmak sisteme ısı eklemek demektir. Le Chatelier Prensibi'ne göre sistem, eklenen ısıyı azaltmak için ısıyı tüketen yöne, yani girenler yönüne kayar. Ayrıca $K_c$'nin azalması da ürünlerin azalıp girenlerin arttığı, yani dengenin girenler yönüne kaydığı anlamına gelir. Bu ifade doğrudur.
- C) Reaksiyonun ilerlemesi ısı veren yöndedir: "Reaksiyonun ilerlemesi" genellikle ileri yönlü reaksiyonu ifade eder. Biz ileri yönlü reaksiyonun ekzotermik olduğunu belirledik. Ekzotermik reaksiyonlar ısı veren reaksiyonlardır. Bu ifade doğrudur.
- D) Sıcaklık artışı ürün verimini artırır: Denge girenler yönüne kaydığında, ürünlerin ($SO_3$) miktarı azalır. Ürün verimi, oluşan ürün miktarını ifade eder. Ürün miktarı azaldığı için ürün verimi de azalır. Dolayısıyla, "sıcaklık artışı ürün verimini artırır" ifadesi yanlıştır. Tam tersine, ürün verimini azaltır.
Bu durumda, yanlış olan çıkarım D seçeneğidir.
Cevap D seçeneğidir.
