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

Sabit sıcaklıkta pistonlu bir kapta dengede bulunan;
$PCl_{5}(g) \rightleftharpoons PCl_{3}(g) + Cl_{2}(g)$
tepkimesinde kabın hacmi küçültülürse aşağıdakilerden hangisi gerçekleşir?

A) Denge ürünler lehine kayar.

B) Toplam basınç azalır.

C) $PCl_{5}$ gazının mol sayısı artar.

D) Denge sabiti ($K_{c}$) değeri artar.

E) Tüm maddelerin derişimleri azalır.

Bu soruyu çözmek için Le Chatelier Prensibi'ni ve hacim değişiminin denge üzerindeki etkilerini adım adım inceleyelim.

• Le Chatelier Prensibi: Bir denge sistemine dışarıdan bir etki (sıcaklık, basınç, derişim değişimi gibi) yapıldığında, sistem bu etkiyi azaltacak yönde hareket ederek yeni bir denge kurar.
• Hacim Küçültme ve Basınç İlişkisi: Pistonlu bir kapta hacim küçültüldüğünde, gaz moleküllerinin birim hacimdeki yoğunluğu artar ve bu da kabın içindeki toplam basıncın artmasına neden olur.
• Sistemin Basınç Artışına Tepkisi: Le Chatelier Prensibi'ne göre, sistem artan basıncı azaltmak isteyecektir. Gaz basıncını azaltmanın yolu, gaz moleküllerinin toplam mol sayısını azaltmaktır. Bu nedenle, denge, gaz mol sayısının daha az olduğu tarafa kayar.
• Tepkimeyi İnceleme: Verilen tepkime: $PCl_{5}(g) \rightleftharpoons PCl_{3}(g) + Cl_{2}(g)$
  • Tepkimeye girenler (sol taraf) tarafındaki gaz mol sayısı: 1 mol ($PCl_5$)
  • Ürünler (sağ taraf) tarafındaki gaz mol sayısı: 1 mol ($PCl_3$) + 1 mol ($Cl_2$) = 2 mol
• Dengenin Kayma Yönü: Ürünler tarafında daha fazla gaz molü (2 mol) varken, girenler tarafında daha az gaz molü (1 mol) vardır. Kabın hacmi küçültüldüğünde basınç artacağı için, denge bu artışı azaltmak amacıyla gaz mol sayısının daha az olduğu tarafa, yani girenler (sol) tarafına kayar.
• Seçenekleri Değerlendirme:
  • A) Denge ürünler lehine kayar. Yanlış. Denge girenler lehine kayar.
  • B) Toplam basınç azalır. Yanlış. Hacim küçültülmesi başlangıçta basıncı artırır. Denge girenler lehine kayarak bu artışı kısmen telafi etse de, son toplam basınç başlangıçtaki basınca göre daha yüksek olacaktır.
  • C) $PCl_{5}$ gazının mol sayısı artar. Doğru. Denge girenler tarafına kaydığı için, $PCl_3$ ve $Cl_2$ gazları birleşerek daha fazla $PCl_5$ gazı oluşturur. Bu da $PCl_5$'in mol sayısını artırır.
  • D) Denge sabiti ($K_{c}$) değeri artar. Yanlış. Denge sabiti ($K_c$) sadece sıcaklıkla değişir. Soruda sıcaklığın sabit olduğu belirtilmiştir, bu yüzden $K_c$ değeri değişmez.
  • E) Tüm maddelerin derişimleri azalır. Yanlış. Hacim küçültüldüğünde, başlangıçta tüm maddelerin derişimleri ($Derişim = \frac{mol}{hacim}$) artar. Denge girenler lehine kaysa bile, $PCl_5$'in derişimi artarken, $PCl_3$ ve $Cl_2$'nin derişimleri de hacim küçülmesinin etkisiyle başlangıçtaki denge derişimlerinden daha yüksek olacaktır (sadece denge kaymasıyla bir miktar azalma yaşasalar da, hacim etkisi daha baskındır).

Cevap C seçeneğidir.