Kimya I · 11. Ünite: Kimyasal Kinetik ve Denge

Le Chatelier İlkesi

Denge kurulmuş bir sistemi dışarıdan etkilediğimizde ne olur? Bir madde ekler, hacmi küçültür ya da ısıtırsak sistem yeni bir dengeye doğru ilerler. Le Chatelier ilkesi, bu yeni dengenin hangi yönde olacağını sezgisel olarak söyler; bu konuda onu $Q$ ile $K$'nın karşılaştırılmasına dayandırarak nicel hâle getireceğiz. Derişim, hacim–basınç, asal gaz, sıcaklık ve katalizör etkilerini birbirinden ayıracak, $K$'nın yalnızca sıcaklıkla değiştiğini van't Hoff denklemiyle sayısal olarak gösterecek ve Haber–Bosch sürecinde bu etkenlerin nasıl bir uzlaşma gerektirdiğini yorumlayacaksın.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. 1. Bağlam: Dengeyi Yönlendirmek

  2. 2. Derişim Değişimi

  3. 3. Hacim ve Basınç Değişimi

  4. 4. Sıcaklık: K Değişir

  5. 5. Katalizör ve Uygulama: Haber–Bosch Uzlaşması

  6. 6. Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları

Anahtar terimler

Le Chatelier ilkesi
Dengede olan sistem bozulursa, bozulmanın etkisini kısmen azaltacak yönde kayarak yeni bir denge kurar.
Tepkime bölümü ($Q$)
Herhangi bir andaki derişimlerle $K$ ifadesinin değeri; $Q$ ile $K$ kıyaslanarak kayma yönü bulunur.
Denge konumu
Dengede bulunan derişim (ya da basınç) bileşimi; $K$ ile belirlenir, bozulmayla kayabilir.
van't Hoff denklemi
$\ln(K_2/K_1) = -(\Delta H^\circ/R)(1/T_2-1/T_1)$; $K$'nın sıcaklıkla değişimi.
Gaz mol sayısı farkı ($\Delta n$)
Ürünlerdeki gaz mol sayısı eksi girenlerdeki gaz mol sayısı; hacim–basınç etkisini belirler.
Ekzotermik / endotermik
Isı veren ($\Delta H<0$) / ısı alan ($\Delta H>0$) tepkime; sıcaklık etkisinin yönünü belirler.
Katalizör ve denge
Hızı artırır, $K$'yı ve denge konumunu değiştirmez; dengeye ulaşma süresini kısaltır.

Örnek soru

$\text{N}_2(g)+3\text{H}_2(g)\rightleftharpoons2\text{NH}_3(g)$ dengesinde sabit sıcaklıkta kabın hacmi yarıya indiriliyor. Aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

  1. Denge girenlere kayar; $K$ değişmez.
  2. Denge kaymaz; $K$ değişmez.
  3. Denge $\text{NH}_3$ yönüne kayar; $K$ değişmez.
  4. Denge $\text{NH}_3$ yönüne kayar; $K$ artar.
  5. Denge girenlere kayar; $K$ azalır.

Doğru cevap: C

Çözüm

1. Gaz mol sayıları: girenler $1+3 = 4$, ürünler $2$; $\Delta n = -2$.
2. Hacim yarıya inince $f = 2$ ve $Q' = f^{\Delta n}K = 2^{-2}K = K/4 < K$: tepkime ileri ilerler.
3. $K$ yalnızca sıcaklığa bağlıdır, değişmez.
Cevap: $\text{NH}_3$ yönüne kayar, $K$ sabit. "$K$ artar" çeldiricisi kayma ile $K$ değişimini karıştırmaktır.

Kimya I: tüm konular