CO(g) + 2H₂(g) ⇌ CH₃OH(g) tepkimesi denge halindeyken kaptan bir miktar CH₃OH gazı uzaklaştırılıyor.
Bu işlem sonucunda aşağıdaki niceliklerden hangisi kesinlikle değişmez?
Bu soruda, kimyasal dengeye yapılan bir etki sonucunda hangi niceliğin kesinlikle değişmeyeceğini bulmamız isteniyor. Adım adım inceleyelim:
Tepkimeyi ve Dengeyi Anlayalım:
Verilen tepkime $CO(g) + 2H_2(g) \rightleftharpoons CH_3OH(g)$ şeklindedir ve sistem başlangıçta denge halindedir. Denge, ileri ve geri tepkime hızlarının eşit olduğu, makroskobik özelliklerin sabit kaldığı dinamik bir durumdur.
Yapılan Etkiyi Belirleyelim:
Kaptan bir miktar $CH_3OH(g)$ gazı uzaklaştırılıyor. $CH_3OH$ ürünler tarafında yer alan bir maddedir. Ürün miktarının azalması, dengeyi bozan bir etkidir.
Le Chatelier Prensibini Uygulayalım:
Le Chatelier Prensibi'ne göre, denge halindeki bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında, sistem bu etkiyi azaltacak yönde hareket eder. Bizim durumumuzda, ürün olan $CH_3OH$'ın derişimi azaldığı için sistem, $CH_3OH$ derişimini artırmak isteyecektir. Bunun için denge, ürünler yönüne (sağa) kayar.
Seçenekleri Değerlendirelim:
Denge sağa kaydığında, her bir seçeneğin nasıl etkilendiğini inceleyelim:
A) CO derişimi: Denge sağa kaydığında, reaktifler olan $CO$ ve $H_2$ tüketilerek $CH_3OH$ oluşturulur. Dolayısıyla $CO$ derişimi azalır. Değişir.
B) H₂ derişimi: Aynı şekilde, denge sağa kaydığında $H_2$ gazı da tüketileceği için derişimi azalır. Değişir.
C) Denge sabiti (K): Denge sabiti ($K_c$ veya $K_p$), yalnızca sıcaklığa bağlıdır. Soruda sıcaklığın değiştiğine dair hiçbir bilgi verilmediği için, denge sabiti $K$ değeri kesinlikle değişmez. Denge kayması, denge sabitinin değerini değiştirmez, sadece sistemin yeni bir denge durumuna ulaşmasını sağlar.
D) Toplam basınç: Kaptan $CH_3OH$ gazı uzaklaştırıldığında, başlangıçta toplam mol sayısı ve dolayısıyla toplam basınç azalır. Ardından, denge sağa kayarken $1 \text{ mol } CO$ ve $2 \text{ mol } H_2$ (toplam $3 \text{ mol}$ gaz) harcanarak $1 \text{ mol } CH_3OH$ gazı oluşur. Yani gaz halindeki mol sayısı azalır ($3 \text{ mol} \rightarrow 1 \text{ mol}$). Bu da toplam mol sayısını ve dolayısıyla toplam basıncı daha da azaltır. Bu nedenle toplam basınç değişir.
Sonuç:
Yukarıdaki değerlendirmelere göre, yapılan etki sonucunda kesinlikle değişmeyen nicelik denge sabitidir ($K$).
Cevap C seçeneğidir.
