Sitemize reklam vermek için [email protected] adresine mail atabilirsiniz
For Advertising Contact [email protected]


Kimyasal Denge

BoRa{TR}

Level 7
TM Üye
Üye
Ticaret - 0%
0   0   0
Katılım
26 Ocak 2009
Konular
745
Mesajlar
1,514
Beğeniler
131
MmoLira
0
DevLira
0
#1
Kimyasal Denge


Bu bölüme kadar kimyasal olayları tek yönlü reaksiyonlar olarak düşünmüştük. Gerçekte ise çoğu kimyasal olaylar iki yönlü tepkimelerdir.
Örnek olarak sabit sıcaklıkta kapalı bir kapta :
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage093.gif&hash=4e614b81430391193648299f05a29cd4

tepkimesini inceleyelim. Kaba önce bir miktar X ve Y koyalım. Zamanla X ve Y nin reaksiyona girmesinden dolayı miktarı azalacak, Z ve T nin miktarı artacaktır. Oluşan Z ve T reaksiyona girip tekrar X ve Y oluşturacaktır. Bir müddet sonra X ve Y’den Z ve T oluşma hızı ile, Z ve T den X ve Y oluşma hızı birbirine eşit olur. Bu duruma denge durumu denir.
Bu sırada maddelerin konsantrasyonu değişmemekle birlikte her iki yönde reaksiyon eşit hızda sürmektedir. (Dinamik denge) Denge tepkimelerinin çift okla gösterilmesinin sebebi budur.
Her iki yöndeki reaksiyon için hız bağıntısını yazalım.
İleri yöndeki RH1 = k1 [X] . [Y]
Geri yöndeki RH2 = k2 [Z] . [T]
Denge durumu RH1 = RH2 dir. Değerleri yerine koyup düzenlersek;
k1 [X] . [Y] = k2 [Z] . [T]
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage094.gif&hash=eef5c5ac5fa7dace01ef65bbce65c489

K’ya kimyasal denge sabiti denir.
Bu eşitlik sözle aşağıdaki şekilde ifade edilir.
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage095.gif&hash=9bd89f38c1e6ad9092e6622c884c17db

NOT : Denge sabitine katı ve sıvı fazdaki maddeler yazılmaz, gaz fazındaki ve suda çözünmüş durumdaki maddeler yazılır.


Bazı reaksiyonlar için denge sabitini yazalım.
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage096.gif&hash=98c2a42f6e4d5c076cb96e67df8463fb

proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage097.gif&hash=1a864d1b5d8f123785d863fa7de0f35d

proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage098.gif&hash=211b3387eb02d5b22fe525e19c8e717e

proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage099.gif&hash=cbad82318a85cb231afc38b4741adef1

proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage100.gif&hash=3d4d0e4b9d658ddab37cb73adcac7401



NİÇİN DENGE?
Bazı reaksiyonlar tek yönlü bazı reaksiyonlar çift yönlüdür. Bunun izahını şöyle yapabiliriz:


  1. Maksimum düzensizliğe eğilim.
  2. Minimum enerjiye eğilim.
Bir kimyasal reaksiyonda minimum enerjiye eğilim ilkesi denklemi bir tarafa, maksimum düzensizliğe eğilim ilkesi diğer tarafa destekliyorsa bu tür reaksiyonlar genellikle denge reaksiyonudur.
Maksimum düzensizlik: Sıvılar katılara göre daha düzensiz, gazlar sıvılara göre daha düzensizdir. Mol sayısı fazla olan gaz, az olan gaza göre daha düzensizdir. Bir katı bir sıvıda çözünürse düzensizliği artar. Bir gaz bir sıvıda çözünürse düzensizliği azalır.
Minimum Enerji: Bir reaksiyonda ısının bulunduğu taraf (endotermikte sol, ekzotermikte sağ taraf) minimum enerji eğiliminin olduğu taraftır.

proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage101.gif&hash=c0b95ee8eb9daa1c47287309727e5f9c
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage102.gif&hash=42c7506272391125e6dbc7da9e65a393

denklemine göre; Maksimum düzensizlik sola doğru eğilimli ve minimum enerji sağa doğru eğilimlidir.
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage103.gif&hash=aa9f5c90a9eb4f0875613ecb06070152

denklemine göre; Maksimum düzensizlik sola doğru eğilimli ve minimum enerji sağa doğru eğimlidir.

DENGE SABİTİ İLE İLGİLİ HESAPLAMALAR
Denge sabiti ile ilgili hesaplamalar yapılırken reaksiyona giren maddelerin başlangıç miktarları yazılır, dengeye ulaşıldığında harcanan ve oluşan maddeler hesaplanarak denge anındaki derişimler hesaplanır.

Örnek - 1
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage104.gif&hash=57962924e3eec0ee2b3375778e711ae7

tepkimesine göre 1 lt'lik bir kapta 4 mol N2 ve 7 mol H2 alınarak dengeye ulaşıldığında kapta 4 mol H2 bulunuyor.
Buna göre reaksiyonun denge sabiti Kd'nin değeri kaçtır?

Çözüm
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage105.gif&hash=e1c8c7a406845a77bfff9922502a835a

proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage063.gif&hash=ff30d0eb5e939214700cc035dc11a812

Bu resim ekranınıza sığabilmesi için küçültülmüştür. Bu alana tıklayarak büyük resimi görebilirsiniz. Orjinal resimin boyutları 638x217.
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage106.jpg&hash=2d4db330b5cc2befd8e88f25d4a293a7



proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage107.gif&hash=d565b06d6ce7fdd1de30bd062e89b4fa


KISMİ BASINÇLAR TÜRÜNDEN DENGE SABİTİ (Kp)
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage108.gif&hash=f25f804b2db1b8e4dfc05e6e78defcda

Kp ile Kd arasında Kp = Kd.(RT)Dn ilişkisi vardır.
Dn : (Ürünlerin mol sayısı - Girenlerin mol sayısı)
R : Gaz sabiti
T : Mutlak sıcaklık (°K)

DENGE SABİTİNİN DEĞİŞİMİ


  1. Bir denge reaksiyonu ters çevrilirse, K denge sabiti
    proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage109.gif&hash=83c959da66a85a8961bfa717d3877a12
    olarak alınır.
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage110.gif&hash=26c031504e6cfe47150465207fa2e563

tepkimesinin denge sabiti 25 ise
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage111.gif&hash=60853df9f0fa2563fae0bbcc9a64ba7b

tepkimesinin denge sabiti 1/25'tir.


  1. Bir tepkimenin katsayıları n ile çarpılırsa, K'nın n'ninci kuvveti alınır.
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage112.gif&hash=d675290f24e07adda3e4d1b026331d48

tepkimesinin denge sabiti 4 ise
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage113.gif&hash=0dbf19d8f42841822c1ba49c0da4bf58

tepkimesinin denge sabiti (4)2 = 16'dır.


  1. Herhangi bir tepkime diğer tepkimelerin toplamından oluşuyorsa, bu tepkimenin
    K (denge sabiti), diğer tepkimelerin denge sabitlerinin çarpımına eşittir.

    proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage114.gif&hash=1376746f0196a559e444cc1f98e89d37
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage115.gif&hash=115c810838cd1e5dc748b3306f07b6d7

DENGEYE ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Dengedeki bir sisteme dışarıdan herhangi bir etki yapıldığında denge reaksiyonu sağa veya sola kayarak tekrar dengeye gelmek ister. Yani dışarıdan yapılan etkiye ters şekilde etki verir. Buna Le Chatelier prensibi denir.

1. Derişim
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage116.gif&hash=cbe2e00422f9743605403565823dfc50


  1. Tepkime dengede iken kaba X gazı eklemek hangi değişikliklere yol açar.

  • Reaksiyon sağa doğru kayar.
  • T miktarı ve derişimi artar.
  • Z;Z miktarı artar ancak derişimi değişmez.
  • Y miktarı azalır.
  • X miktarı artar.
  • k sabiti değişmez. (Sadece sıcaklıkla değişir.)

  1. Tepkime dengede iken kaptan bir miktar Y gazı alınırsa hangi değişiklikler olur.

  • Reaksiyon sola kayar.
  • Z ve T’nin miktarı azalır.
  • X miktarı artar.
  • Y miktarı azalır.
  • k sabiti değişmez.

  1. Kaba Z katısı eklemek hangi değişikliklere sabep olur?

  • Z katı olduğundan dengeyi etkilemez.
2. Basınç - Hacim
Basıncın artması hacmin azalması demektir. Basınç artarsa reaksiyon mol sayısı fazla olan taraftan az olan tarafa kayar. Mol sayısı eşit olan reaksiyonlarda basınç - hacim değişiminin dengeye etkisi olmaz.

3. Sıcaklık
Sıcaklık k sabitini değiştirir. Denge sabitleri yalnızca sıcaklıkla değişir. Denge tepkimelerinde ısı tıpkı bir madde gibi düşünülmelidir. Ekzotermik reaksiyonlarda ısı sağ tarafa yazıldığından sıcaklık arttırılınca reaksiyon sola kayar. K sabiti küçülür. Endotermik reaksiyonlarda ısı sol tarafa yazıldığından sıcaklık arttırıldığında reaksiyon sağa kayar. K sabiti büyür.
Not 1 : Dengedeki bir tepkimeye katalizör kullanılması dengeyi etkilemez. Ancak dengeye ulaşmamış reaksiyonlarda katalizör kullanılması, dengeye ulaşma hızını arttırır.
Not 2 : Dengedeki bir reaksiyona, reaksiyona girmeyen herhangi bir madde eklemek dengeyi etkilemez.

DENGEYİ KONTROL
Herhangi bir anda reaksiyonun dengede olup olmadığının incelenmesi olayıdır. Herhangi bir andaki bulunan derişimler denge ifadesinde yerine yazılır. Bulunan değer Kd'ye eşit çıkarsa sistem dengededir, denilir. Bulunan değer Kd'den büyükse reaksiyon sola doğru işliyor, bulunan değer Kd'den küçükse reaksiyon ürünler yönüne (sağa doğru) işliyor, demektir.

Örnek - 2
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage117.gif&hash=3ddf846aa7da4f51cefec2916984ba81

1 lt'lik bir kapta 2 mol X, 3 mol Y, 1 mol T ve 1 mol Z bulunduğu anda;
I. Sistem dengededir.
II. Zamanla X ve Y miktarı artar.
III. Reaksiyon sağa doğru ilerler.
ifadelerinden hangisi ya da hangileri doğrudur?

Çözüm
Dengeyi kontrol etmek için verilen derişimler yerine konularak bulunan değer K' olsun.
proxy.php?image=http%3A%2F%2Fwww.kimya.us%2Fkimya%2Fkimya1_dosyalar%2Fimage118.gif&hash=59f464d5bc0770330f9116f17aa2a889

Gerçek denge sabiti Kd = 3 olduğundan tepkime sağa doğru kayacaktır. X ve Y miktarları azalacak, Z ve T miktarları ise artacaktır.
Buna göre Cevap Yalnız III olur.
Şayet K' = Kd olsaydı, sistem dengededir ifadesi doğru olurdu.

 
Üst