Soru 1
$A(g) + B(g) \rightleftharpoons 2C(g)$ tepkimesinin kısmi basınç-zaman grafiği verilmiştir. Grafiğe göre, başlangıçta $P_A = 3 \text{ atm}$, $P_B = 2 \text{ atm}$, $P_C = 0 \text{ atm}$'dir. Dengeye ulaşıldığında, $C$'nin kısmi basıncı 2 atm olarak ölçülüyor. Daha sonra, sistemin sıcaklığı değiştiriliyor ve yeni bir denge oluşuyor. Yeni dengede, $C$'nin basıncı 1.5 atm oluyor. Buna göre, sıcaklık değişimi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur? (Not: $K_p$ sıcaklığa bağlıdır.)
- Doğru cevap
Sıcaklık artırılmıştır ve tepkime ekzotermiktir.
- B
Sıcaklık azaltılmıştır ve tepkime ekzotermiktir.
- C
Sıcaklık artırılmıştır ve tepkime endotermiktir.
- D
Sıcaklık azaltılmıştır ve tepkime endotermiktir.
- E
Sıcaklık değişimi, tepkimenin endotermik veya ekzotermik olduğunu belirlemek için yetersizdir.
Çözüm
İlk dengeyi hesaplayalım: $\Delta P_C = 2 \text{ atm}$ artış. Tepkime: $A + B \rightleftharpoons 2C$, so $A$ ve $B$ each decrease by 1 atm (since 2C requires 1A and 1B). Dengede: $P_A = 3-1=2 \text{ atm}$, $P_B = 2-1=1 \text{ atm}$, $P_C=2 \text{ atm}$. $K_{p1} = \frac{P_C^2}{P_A \cdot P_B} = \frac{(2)^2}{2 \cdot 1} = \frac{4}{2} = 2.$ Yeni denge: $P_C=1.5 \text{ atm}$, so $\Delta P_C = 1.5-2 = -0.5 \text{ atm}$ (azalma). Bu, tepkimenin sola kaydığını gösterir. Sıcaklık değişimi, $K_p$'yi değiştirir. $C$ azaldığına göre, $K_p$ azalmıştır. $K_{p2} = \frac{(1.5)^2}{P_A' \cdot P_B'}$. $C$'deki 0.5 atm azalma, $A$ ve $B$'de 0.25 atm artışa karşılık gelir (since 2C decrease by 0.5, so A and B increase by 0.25 each). So new: $P_A' = 2+0.25=2.25$, $P_B' = 1+0.25=1.25$, $P_C'=1.5$. $K_{p2} = \frac{(1.5)^2}{2.25 \cdot 1.25} = \frac{2.25}{2.8125} = 0.8.$ So $K_p$ azalmıştır. Sıcaklık artırıldığında, eğer tepkime ekzotermik ise, denge sola kayar ve $K_p$ azalır. Eğer endotermik ise, sıcaklık artışı $K_p$'yi artırır. Burada $K_p$ azaldığına göre, sıcaklık artırılmış ve tepkime ekzotermiktir.