2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) tepkimesi belirli bir sıcaklıkta dengededir. Dengede [SO₂] = 0.4 M, [O₂] = 0.2 M ve [SO₃] = 0.8 M olduğuna göre Kc değeri kaçtır?
A) 10Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, dengede olan bir tepkimenin denge sabitini ($K_c$) hesaplamamız isteniyor. Denge sabiti, bir tepkimenin ürünler ve girenler arasındaki oranını belirli bir sıcaklıkta gösteren önemli bir değerdir. Şimdi adım adım bu hesaplamayı yapalım:
Öncelikle verilen denge tepkimesini yazalım:
$2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)$
Bir tepkime için denge sabiti ($K_c$) ifadesi, ürünlerin derişimlerinin (stoikiyometrik katsayılarıyla üslü olarak) çarpımının, girenlerin derişimlerinin (stoikiyometrik katsayılarıyla üslü olarak) çarpımına oranı şeklinde yazılır. Bu tepkime için $K_c$ ifadesi şu şekildedir:
$K_c = \frac{[SO_3]^2}{[SO_2]^2 [O_2]^1}$
Burada köşeli parantezler, maddelerin molar derişimlerini (M) ifade eder ve üstel sayılar, tepkime denklemindeki stoikiyometrik katsayılardır.
Soruda bize dengedeki derişimler verilmiş:
Şimdi bu değerleri $K_c$ ifadesinde yerine yazalım:
$K_c = \frac{(0.8)^2}{(0.4)^2 (0.2)}$
Matematiksel işlemleri dikkatlice yapalım:
Önce üslü ifadeleri hesaplayalım:
Şimdi bu değerleri $K_c$ ifadesine geri koyalım:
$K_c = \frac{0.64}{(0.16) \times (0.2)}$
Paydadaki çarpma işlemini yapalım:
$0.16 \times 0.2 = 0.032$
Son olarak bölme işlemini yapalım:
$K_c = \frac{0.64}{0.032}$
Bu işlemi kolaylaştırmak için pay ve paydayı 1000 ile çarparak ondalıklardan kurtulabiliriz:
$K_c = \frac{0.64 \times 1000}{0.032 \times 1000} = \frac{640}{32}$
$K_c = 20$
Böylece denge sabiti ($K_c$) değerini 20 olarak buluruz.
Cevap B seçeneğidir.