11. sınıf kimya 2. dönem 2. yazılı 3. senaryo Test 3

Sabit hacimli kapalı bir kapta dengede olan;
$PCl_5(g) + Isı \rightleftharpoons PCl_3(g) + Cl_2(g)$
tepkimesinde sıcaklık artırılırsa aşağıdakilerden hangisi gerçekleşmez?

A) Denge ürünler lehine kayar.

B) Denge sabiti ($K_c$) büyür.

C) $PCl_5$ gazının derişimi artar.

D) Toplam molekül sayısı artar.

E) İleri ve geri tepkime hızları artar.

Merhaba sevgili öğrenciler!

Kimyasal denge konusundaki bu soruyu adım adım, anlaşılır bir şekilde çözelim. Sorumuz, sabit hacimli kapalı bir kapta dengede olan aşağıdaki tepkimeyle ilgili:

$PCl_5(g) + Isı \rightleftharpoons PCl_3(g) + Cl_2(g)$

Bu tepkimede sıcaklık artırıldığında hangi durumun gerçekleşmeyeceğini bulmamız isteniyor.

• Tepkimenin Analizi:

  Tepkimeye baktığımızda, "Isı" ifadesinin girenler (reaktanlar) tarafında olduğunu görüyoruz. Bu, tepkimenin endotermik (ısı alan) bir tepkime olduğu anlamına gelir. Endotermik tepkimelerde sıcaklık artışı, dengeyi ürünler yönüne kaydırır.

• Sıcaklık Artışının Dengeye Etkisi (Le Chatelier Prensibi):

  Dengede olan bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında, sistem bu etkiyi azaltacak yöne kayar. Sıcaklık artırıldığında, sistem bu fazla ısıyı tüketmek isteyecektir. Isıyı tüketen yön, endotermik olan ileri yöndür (ürünler yönü).

• Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
  • A) Denge ürünler lehine kayar.

    Yukarıda açıkladığımız gibi, endotermik bir tepkimede sıcaklık artışı dengeyi ürünler yönüne kaydırır. Bu ifade doğrudur.

  • B) Denge sabiti ($K_c$) büyür.

    Denge ürünler lehine kaydığında, ürünlerin derişimi artarken girenlerin derişimi azalır. Denge sabiti $K_c = \frac{[PCl_3][Cl_2]}{[PCl_5]}$ şeklinde ifade edilir. Ürünlerin derişimi artıp girenlerin derişimi azaldığı için $K_c$ değeri büyür. Bu ifade de doğrudur. (Unutmayın, $K_c$ değeri sadece sıcaklıkla değişir.)

  • C) $PCl_5$ gazının derişimi artar.

    Denge ürünler lehine kaydığında, giren madde olan $PCl_5$ gazı harcanarak ürünlere dönüşür. Dolayısıyla, $PCl_5$ gazının derişimi azalır. Bu ifade, derişimin artacağını söylediği için yanlıştır.

  • D) Toplam molekül sayısı artar.

    Tepkimeye baktığımızda, girenler tarafında 1 mol $PCl_5$ gazı varken, ürünler tarafında 1 mol $PCl_3$ gazı ve 1 mol $Cl_2$ gazı olmak üzere toplam 2 mol gaz bulunmaktadır. Denge ürünler lehine kaydığında, 1 mol giren harcanıp 2 mol ürün oluştuğu için kaptaki toplam gaz molekül sayısı artar. Bu ifade doğrudur.

  • E) İleri ve geri tepkime hızları artar.

    Sıcaklık, hem ileri hem de geri yöndeki tepkimelerin hızını artıran bir faktördür. Sıcaklık arttığında moleküllerin kinetik enerjisi artar, çarpışma sayısı ve etkin çarpışma sayısı artar. Bu nedenle, hem ileri hem de geri tepkime hızları artar. Denge, hızlardaki bu artışın farklı oranlarda olmasından dolayı kayar. Bu ifade de doğrudur.

Sonuç olarak, sıcaklık artırıldığında $PCl_5$ gazının derişimi azalırken, C seçeneği derişimin artacağını belirtmektedir. Bu nedenle gerçekleşmeyecek olan durum C seçeneğidir.

Cevap C seçeneğidir.