Bir öğrenci CaCO3(k) ⇌ CaO(k) + CO2(g) tepkimesi için Kc = [CaO][CO2]/[CaCO3] yazıyor. Bu öğrenci ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Denge bağıntısını doğru yazmıştırSevgili öğrenciler, denge bağıntılarını yazarken dikkat etmemiz gereken önemli kurallar vardır. Gelin bu soruyu adım adım inceleyelim:
Bir kimyasal tepkimenin denge anındaki ürünlerin derişimlerinin (veya kısmi basınçlarının) reaktiflerin derişimlerine oranını gösteren sabittir. Genel olarak, $aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$ şeklindeki bir tepkime için $K_c = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}$ şeklinde yazılır.
Denge bağıntısına sadece gaz fazındaki maddeler ve sulu çözeltideki (aköz) iyonlar veya moleküller dahil edilir. Bunun nedeni, bu maddelerin derişimlerinin denge anında değişebilmesidir.
Saf katılar (k) ve saf sıvılar (s) denge bağıntısına dahil edilmez. Çünkü saf katıların ve saf sıvıların derişimleri (yoğunlukları sabit olduğu için birim hacimdeki madde miktarı sabittir) tepkime boyunca pratik olarak sabit kabul edilir ve denge sabitinin içine dahil edilmiş sayılırlar. Bu yüzden denge bağıntısında açıkça gösterilmezler.
Tepkimemiz $CaCO_3(k) \rightleftharpoons CaO(k) + CO_2(g)$ şeklindedir. Bu tepkimede $CaCO_3(k)$ bir katı, $CaO(k)$ bir katı ve $CO_2(g)$ bir gazdır.
Yukarıdaki kurallara göre, saf katılar olan $CaCO_3(k)$ ve $CaO(k)$ denge bağıntısına dahil edilmez. Sadece gaz fazındaki $CO_2(g)$ dahil edilir. Bu durumda doğru denge bağıntısı:
$K_c = [CO_2]$
şeklinde olmalıdır.
Öğrenci $K_c = \frac{[CaO][CO_2]}{[CaCO_3]}$ yazmıştır. Bu ifadede öğrenci, saf katı olan $CaO(k)$'yu ürünler kısmına ve saf katı olan $CaCO_3(k)$'yu reaktifler kısmına dahil etmiştir. Bu, denge bağıntısı yazım kurallarına aykırıdır.
Şimdi seçenekleri, öğrencinin yaptığı hatayı göz önünde bulundurarak inceleyelim:
A) Denge bağıntısını doğru yazmıştır: Yanlış. Öğrenci katıları denge bağıntısına dahil etmiştir.
B) Katıları denge bağıntısına almamalıydı: Doğru. $CaCO_3(k)$ ve $CaO(k)$ katı oldukları için denge bağıntısında yer almamalıydı. Öğrencinin hatası tam olarak budur.
C) Sadece CO2'yi denge bağıntısına almalıydı: Bu ifade doğru denge bağıntısını belirtir ancak öğrencinin hatasını açıklayan en doğrudan ifade B seçeneğidir. Öğrencinin hatası katıları almasıdır, sadece $CO_2$'yi almaması değil. Bu seçenek, öğrencinin ne yapması gerektiğini söyler, neyi yanlış yaptığını değil.
D) Tüm maddeleri denge bağıntısına almalıydı: Yanlış. Saf katılar ve sıvılar denge bağıntısına alınmaz.
Öğrencinin yaptığı hata, denge bağıntısına saf katı maddeleri dahil etmesidir. Bu maddeler denge bağıntısında yer almamalıdır.
Cevap B seçeneğidir.
