Derişimin (Konsantrasyon) dengeye etkisi Test 1

2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g) renksiz
Yukarıdaki denge tepkimesi kapalı bir kapta gerçekleşmektedir. Kahverengi renkli NO₂ gazının derişimi artırıldığında aşağıdaki değişimlerden hangisi gözlenir?

A) Sistemin rengi açılır ve N₂O₄ derişimi artar
B) Sistemin rengi koyulaşır ve N₂O₄ derişimi azalır
C) Sistemin rengi koyulaşır ve N₂O₄ derişimi artar
D) Sistemin rengi değişmez ve denge sabiti artar

Bu soruda, kimyasal denge tepkimelerine dışarıdan yapılan etkilerin sistem üzerindeki sonuçlarını inceleyeceğiz. Denge tepkimeleri, Le Chatelier İlkesi'ne göre dış etkilere karşı koyarak yeni bir denge durumuna ulaşmaya çalışır. Hadi adım adım çözümleyelim:

• Denge Tepkimesini ve Renkleri Anlayalım:

  Verilen denge tepkimesi şöyledir: $2NO_2(g) \rightleftharpoons N_2O_4(g)$

  Burada, $NO_2(g)$ gazı kahverengi renklidir. $N_2O_4(g)$ gazı ise renksizdir. Sistemin rengi, kahverengi olan $NO_2$ gazının derişimine bağlıdır.

• Sisteme Yapılan Etkiyi Belirleyelim:

  Soruda, kahverengi renkli $NO_2$ gazının derişiminin artırıldığı belirtiliyor. Bu, dengeyi bozucu bir etkidir.

• Le Chatelier İlkesini Uygulayalım:

  Le Chatelier İlkesi'ne göre, denge halindeki bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında, sistem bu etkiyi azaltacak yönde hareket eder. $NO_2$ derişimi artırıldığında, sistem bu artışı azaltmak isteyecektir.

• Denge Kayma Yönünü Belirleyelim:

  $NO_2$ bir reaktanttır (giren madde). $NO_2$ derişimi artırıldığında, sistem fazla $NO_2$'yi tüketmek için ürünler yönüne, yani sağa doğru kayar. Bu kayma, daha fazla $N_2O_4$ oluşması anlamına gelir.

• Derişim Değişimlerini İnceleyelim:
  • Denge sağa kaydığı için, $N_2O_4$ gazının derişimi artacaktır.
  • $NO_2$ gazının derişimi ise, eklenen miktarın bir kısmı $N_2O_4$'e dönüştüğü için, başlangıçtaki artıştan sonra bir miktar azalır (ancak yeni denge derişimi, ilk denge derişiminden yine de yüksek olacaktır).
• Renk Değişimini Yorumlayalım:

  Sistem sağa doğru kaydığında, kahverengi renkli $NO_2$ gazı harcanarak renksiz $N_2O_4$ gazına dönüşür. Bu durum, sistemdeki kahverengi gaz miktarının net olarak azalmasına ve dolayısıyla sistemin renginin açılmasına neden olur. (Unutmayın, $NO_2$ eklendiğinde anlık olarak renk koyulaşır, ancak sistem dengeye ulaşmak için tepki verdiğinde, kahverengi $NO_2$ tüketildiği için renk açılır.)

• Seçenekleri Değerlendirelim:
  • A) Sistemin rengi açılır ve $N_2O_4$ derişimi artar: Bu ifade, denge sağa kaydığında kahverengi $NO_2$'nin azalmasıyla rengin açılmasını ve renksiz $N_2O_4$'ün oluşmasıyla derişiminin artmasını doğru bir şekilde açıklamaktadır.
  • B) Sistemin rengi koyulaşır ve $N_2O_4$ derişimi azalır: Denge sağa kaydığı için $N_2O_4$ derişimi artar, azalmaz. Ayrıca renk açılır, koyulaşmaz. Bu seçenek yanlıştır.
  • C) Sistemin rengi koyulaşır ve $N_2O_4$ derişimi artar: $N_2O_4$ derişimi artar doğru olsa da, renk koyulaşmaz, açılır. Bu seçenek yanlıştır.
  • D) Sistemin rengi değişmez ve denge sabiti artar: Denge sabiti ($K_c$) sadece sıcaklık ile değişir, derişim değişimiyle değişmez. Ayrıca sistemin rengi değişir. Bu seçenek yanlıştır.

Yukarıdaki analizler sonucunda, denge sağa kaydığında kahverengi $NO_2$ gazının harcanmasıyla rengin açıldığı ve renksiz $N_2O_4$ gazının oluşmasıyla derişiminin arttığı sonucuna varırız.

Cevap A seçeneğidir.