N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) reaksiyonu için 500°C'de Kc = 0,06'dır. Bir deneyde [N2] = 0,2 M, [H2] = 0,3 M ve [NH3] = 0,01 M ölçülüyor. Bu sistemle ilgili olarak:
I. Qc < Kc
II. İleri yönde reaksiyon hızı artar
III. Ürünlerin derişimi zamanla azalır
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Sevgili öğrenciler, bu tür denge problemleri, bir sistemin dengeye ulaşıp ulaşmadığını ve ulaşmadıysa hangi yöne ilerleyeceğini anlamak için çok önemlidir. Hadi bu soruyu adım adım çözelim!
Öncelikle, verilen reaksiyon için denge kesri ($Q_c$) ifadesini yazmalıyız. $Q_c$ ifadesi, $K_c$ ifadesiyle aynıdır ancak derişimler denge anında olmak zorunda değildir. Reaksiyonumuz:
$N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$
Bu reaksiyon için $Q_c$ ifadesi şöyledir:
$Q_c = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}$
Unutmayın, ürünlerin derişimleri paya, girenlerin derişimleri paydaya yazılır ve her bir derişim kendi stokiyometrik katsayısı kadar üs olarak alınır.
Şimdi verilen derişim değerlerini $Q_c$ ifadesine yerleştirelim:
$Q_c = \frac{(0,01)^2}{(0,2)(0,3)^3}$
$Q_c = \frac{0,0001}{(0,2)(0,027)}$
$Q_c = \frac{0,0001}{0,0054}$
$Q_c \approx 0,0185$
Şimdi hesapladığımız $Q_c$ değerini verilen $K_c$ değeri ile karşılaştıralım:
Görüldüğü gibi, $Q_c < K_c$ ($0,0185 < 0,06$).
Şimdi verilen ifadeleri, $Q_c < K_c$ sonucumuza göre değerlendirelim:
Hesaplamalarımız sonucunda $Q_c \approx 0,0185$ ve $K_c = 0,06$ bulduk. Bu durumda $Q_c < K_c$ ifadesi doğrudur.
Bir sistemde $Q_c < K_c$ ise, sistem dengeye ulaşmak için ürünler yönüne (sağa) kayar. Bu, ileri yöndeki reaksiyonun (girenlerden ürünlere doğru) net olarak daha hızlı olduğu anlamına gelir. Dolayısıyla, ileri yönde reaksiyonun baskın olduğu ve ürün oluşumunun hızlandığı söylenebilir. Bu ifade doğrudur.
Sistem dengeye ulaşmak için ürünler yönüne kaydığına göre, ürünlerin (NH3) derişimi zamanla artacaktır. Girenlerin derişimi ise azalacaktır. Bu nedenle, "Ürünlerin derişimi zamanla azalır" ifadesi yanlıştır.
Sonuç olarak, I ve II numaralı ifadeler doğrudur.
Cevap B seçeneğidir.
