Sabit hacimli bir kapta 227°C'de \( 2NOBr_{(g)} \rightleftharpoons 2NO_{(g)} + Br_{2(g)} \) tepkimesinin Kp değeri 0,64 atm'dir.
Buna göre aynı sıcaklıktaki Kc değeri kaç mol/L'dir? (R = 0,082 L.atm/mol.K)
A) 0,64
B) 0,64 / (0,082 x 500)
C) 0,64 x (0,082 x 500)
D) 0,64 / (0,082 x 500)
2
Sevgili öğrenciler, bu soruda denge sabiti $K_p$ ve $K_c$ arasındaki ilişkiyi kullanarak bir hesaplama yapacağız. Bu tür soruları çözerken adımları dikkatlice takip etmek çok önemlidir.
- Adım 1: Sıcaklığı Kelvin cinsine çevirme
- Kimyasal denge hesaplamalarında ve gaz yasalarında sıcaklık her zaman Kelvin cinsinden kullanılır. Soruda verilen sıcaklık $227^\circ C$'dir. Kelvin'e çevirmek için $273$ eklememiz gerekir.
- $T (K) = T (^\circ C) + 273$
- $T = 227^\circ C + 273 = 500 K$
- Adım 2: Tepkime için $\Delta n$ değerini hesaplama
- $\Delta n$ (delta n), gaz halindeki ürünlerin mol sayısı ile gaz halindeki reaktiflerin mol sayısı arasındaki farkı ifade eder. Bu değer, $K_p$ ve $K_c$ arasındaki ilişki formülünde kullanılır.
- Tepkime denklemi: $2NOBr_{(g)} \rightleftharpoons 2NO_{(g)} + Br_{2(g)}$
- Gaz halindeki ürünlerin toplam mol sayısı: $2$ mol $NO_{(g)} + 1$ mol $Br_{2(g)} = 3$ mol
- Gaz halindeki reaktiflerin toplam mol sayısı: $2$ mol $NOBr_{(g)}$
- $\Delta n = (\text{gaz ürün mol sayısı}) - (\text{gaz giren mol sayısı})$
- $\Delta n = 3 - 2 = 1$
- Adım 3: $K_p$ ve $K_c$ arasındaki ilişkiyi kullanma
- $K_p$ ve $K_c$ arasındaki ilişkiyi veren genel formül şöyledir:
- $K_p = K_c (RT)^{\Delta n}$
- Bizden $K_c$ değeri istendiği için formülü $K_c$'yi yalnız bırakacak şekilde düzenlemeliyiz:
- $K_c = \frac{K_p}{(RT)^{\Delta n}}$
- Adım 4: Değerleri yerine koyarak $K_c$ değerini hesaplama
- Şimdi elimizdeki tüm değerleri formülde yerine koyalım:
- $K_p = 0,64$ atm
- $R = 0,082$ L.atm/mol.K
- $T = 500 K$
- $\Delta n = 1$
- $K_c = \frac{0,64}{(0,082 \times 500)^1}$
- $K_c = \frac{0,64}{0,082 \times 500}$
Bu hesaplama sonucunda elde ettiğimiz ifade, seçeneklerden B seçeneği ile birebir uyuşmaktadır.
Cevap B seçeneğidir.
