Denge sabiti (Kc) hesaplama soruları Test 1

Bir deneyde, H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g) reaksiyonu için 1 litrelik kapta başlangıçta 0.2 mol H₂ ve 0.2 mol I₂ konuyor. Denge kurulduğunda HI derişimi 0.3 M olarak ölçülüyor. Buna göre reaksiyonun Kc değeri nedir?

A) 9
B) 16
C) 25
D) 36

Sevgili öğrenciler, bu soruda bir denge tepkimesinin $K_c$ değerini bulacağız. Denge tepkimeleri, ileri ve geri yöndeki tepkime hızlarının eşitlendiği, yani maddelerin derişimlerinin sabit kaldığı durumlardır. $K_c$ ise denge anındaki ürün ve giren derişimlerinin belirli bir oranını ifade eden denge sabitidir. Şimdi adım adım çözümümüze geçelim:

• 1. Başlangıç Derişimlerini Belirleyelim:

  Kabın hacmi 1 litre olduğu için mol sayısı doğrudan derişime (molariteye) eşittir. Bu durumda başlangıç derişimleri şöyledir:

  $[H_2]_{\text{başlangıç}} = \frac{0.2 \text{ mol}}{1 \text{ L}} = 0.2 \text{ M}$

  $[I_2]_{\text{başlangıç}} = \frac{0.2 \text{ mol}}{1 \text{ L}} = 0.2 \text{ M}$

  $[HI]_{\text{başlangıç}} = 0 \text{ M}$ (Başlangıçta ürün bulunmamaktadır.)

• 2. Denge Tablosunu (ICE Tablosu) Kuralım:

  Denge tepkimelerinde derişim değişimlerini takip etmek için genellikle "Başlangıç - Değişim - Denge" (ICE) tablosu kullanırız. Tepkime denklemini ve derişimleri tabloya yerleştirelim:

  $H_2(g) + I_2(g) \rightleftharpoons 2HI(g)$

  Başlangıç (M):

  $[H_2] = 0.2$

  $[I_2] = 0.2$

  $[HI] = 0$

  Değişim (M):

  Tepkime ürünler yönüne ilerleyecektir. $H_2$ ve $I_2$'den 'x' kadar harcanırken, stokiyometrik katsayılara göre $HI$'dan '2x' kadar oluşacaktır.

  $[H_2]$ değişimi $= -x$

  $[I_2]$ değişimi $= -x$

  $[HI]$ değişimi $= +2x$

  Denge (M):

  $[H_2]_{\text{denge}} = 0.2 - x$

  $[I_2]_{\text{denge}} = 0.2 - x$

  $[HI]_{\text{denge}} = 0 + 2x = 2x$

• 3. Denge Anındaki HI Derişimini Kullanarak 'x' Değerini Bulalım:

  Soruda denge kurulduğunda $HI$ derişiminin $0.3 \text{ M}$ olduğu belirtilmiştir. Denge tablosuna göre $[HI]_{\text{denge}} = 2x$ idi. Bu bilgiyi kullanarak 'x' değerini hesaplayabiliriz:

  $2x = 0.3 \text{ M}$

  $x = \frac{0.3}{2} = 0.15 \text{ M}$

• 4. Denge Anındaki Tüm Maddelerin Derişimlerini Hesaplayalım:

  'x' değerini bulduğumuza göre, denge anındaki tüm maddelerin derişimlerini hesaplayabiliriz:

  $[H_2]_{\text{denge}} = 0.2 - x = 0.2 - 0.15 = 0.05 \text{ M}$

  $[I_2]_{\text{denge}} = 0.2 - x = 0.2 - 0.15 = 0.05 \text{ M}$

  $[HI]_{\text{denge}} = 2x = 2 \times 0.15 = 0.3 \text{ M}$ (Bu değer zaten soruda verilmişti, kontrol için kullanabiliriz.)

• 5. $K_c$ İfadesini Yazalım ve Değerini Hesaplayalım:

  Denge sabiti $K_c$, ürünlerin derişimlerinin girenlerin derişimlerine oranının, stokiyometrik katsayılar üs olarak alınarak yazılmasıyla bulunur. Tepkime için $K_c$ ifadesi şöyledir:

  $K_c = \frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]}$

  Şimdi denge derişimlerini bu ifadeye yerleştirelim:

  $K_c = \frac{(0.3)^2}{(0.05)(0.05)}$

  $K_c = \frac{0.09}{0.0025}$

  $K_c = 36$

Gördüğünüz gibi, denge sabiti $K_c$ değerini 36 olarak bulduk.

Cevap A seçeneğidir.