|
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
KİMYASAL DENGE
|
| |
|
 Günlük yaşamda “dengeli beslenme” çok kullanılan bir terimdir. Bunu düşünerek kimyasal tepkimelerde denge durumunu nasıl açıklarız?
Dengeli beslenme, kabaca bir insanın tükettiği kadar besini dışarıdan almasıdır. Türkettiğinden az veya fazla besin aldığında bu denge bozulur. Bazı kimyasal tepkimeler, tepkimeye giren maddelerin tamamı ürünlere dönüşene kadar devam eder. Bu tip tepkimelere tek yönlü tepkimeler denir. Denge tepkimelerinde ise girenler hiçbir zaman tamamen ürünlere dönüşmez. Denge kurulduğunda madde miktarları sabittir, değişmez. Bu sisteme dışarıdan herhangi bir etki yapıldığı zaman denge bozulur. Örneğin madde ilave etmek, madde çıkarmak sıcaklığını artırmak hacmi değiştirmek gibi.
Bir çiçek serasındaki O2 durumunu; gece-gündüz olarak karşılaştırdığımızda ne sonuç çıkarabiliriz?
Bitkiler gündüzleri havadan CO2 alarak ortama O2 verirler. Geceleri ise O2 alarak ortama CO2 verirler. Gündüz ve gecenin eşit olduğu zamanlarda sistem dengededir. Gecelerin uzun olduğu mevsimlerde ortamdaki O2 daha az olacağından seralar havalandırılmalıdır.
Bir atomun kimyasal özellikleri için atom kütlesi mi, yoksa atom numarasımı önemlidir?
Atom numarası önemlidir. Çünkü atom numarası proton ve elektron sayısını da verdiğine göre bu elementin hangi grupta ve periyotta olduğunu bularak kimyasal özelliklerini söyleyebiliriz.
|
| İçerisinde su bulunan iki sürahi olsun. Birinin ağzı açık, birinin kapalı olsun. Zamanla her iki sürahideki değişim nasıl olur? Bu durumu nasıl açıklarız? |
| Ağzı açık olan sürahideki suda, enerjileri birbirinden farklı, birçok su molekülü vardır. Bu moleküller hem birbirleri hem de kabın yüzeyi ile çarpışarak enerjilerini sürekli değiştirirler. Çarpışmalar sırasında enerji açısından karlı çıkan moleküller sıvı yüzeyinde ise sıvı topluluğundan koparak gaz haline geçerler. Aynı şekilde gaz fazındaki su molekülleri hem birbirlerini hem de havayı oluşturan N2 ve O2 molekülleri ile çarpışarak enerjisini artırabilir veya azaltılabilir. Kinetik enerjisi azalan su moleküllerinin hareket yeteneği de azalacağından tekrar sıvı suya dönerler. Bahsedilen olayda aynı anda hem buharlaşma hem de yoğunlaşma olmaktadır. Fakat birim zamandaki buharlaşma, yoğunlaşmadan fazla olduğundan olay buharlaşma yönünde gerçekleşecektir. Birim zamanda buharlaşan molekül sayısı, yoğunlaşan molekül sayısına eşit olmadığından dengede değildir. Suyun tümü zamanla buharlaşır. |
| H2O(s) |
 |
H2O(g) |
| H2O(s) |
|
H2O(g) olur. |
| Kapalı sürahide ise suyun ancak bir kısmı buharlaşır. Gaz fazı su buharı ile doymuş hale gelene kadar buharlaşma devam eder. Bu sırada buharlaşan molekül sayısı yoğunlaşan molekül sayısına eşit olur. Sistemde denge kurulur. |
| H2O(s) |
|
H2O(g) |
| |
|
KİMYASAL DENGE
|
Denge : Kapalı bir sistemde sabit sıcaklıkta makroskopik ( gözle görülebilir) özelliklerin bittiği mikroskopik (gözle görülmeyen ) olayların devam ettiği durumdur. Bir reaksiyonda dengenin kurulabilmesi için ;
1- Sıcaklık sabit olmalıdır.
2- Sistem kapalı olmalıdır.
3- Reaksiyon tersinir (çift yönlü ) olmalıdır. |
| A2(g) + B2(g) |
|
2AB(g) |
Yukarıdaki tepkime ileriye doğru veya geriye doğru gidebilir. Eger A2 ileB2 karıştırılacak olursa AB oluşturacak şekilde tepkimeye girerler. A2 ve B2 konsantrasyonu zamanla azalacak ve AB konsantrasyonu artacaktır. Zaman ilerledikçe öyle bir an gelir ki Vi=Vg olur. Tam bu anda kimyasal denge kurulmuştur. Bütün maddelerin konsantrasyonu sabitttir .
Tepkimeye göre Vi = ki[A2]. [B2] ve Vg= kg[AB] denge anında Vi=Vg olduğundan
ki[A2]. [B2] = kg[AB]2
[AB]2
ki / kg = Kdenge
O halde ki / kg oranı denge sabitine eşittir. Kd sabitini sadece sıcaklık değiştirebilir.
Denge sabiti kısmi basınçlar cinsinden de yazılabilir. Yukarıdaki tepkimenin Kp sabiti;
Kp = P2AB/ PA . PB
n şeklindedir. Burada Kp ile Kd arasındaki ilşki ise Kp = Kd ( RT) gaz sabiti olup değeri 0,082 lt.atm/mol K
yada 22,4/273, T mutlak sıcaklık, n = ürünlerin mol sayısı girenlerin mol sayısı dır. D
Ürünlerin mol sayısı girenlerin mol sayısına eşitse üst sıfır olacağından Kp = Kd olur.
wW + xX + ....... yY + zZ ..... tepkimesinin denge sabiti
K= [Y]y . [Z]z / [W]w . [X]x şeklinde yazılır. Eğer tepkimede katı ve sıvı maddeler varsa denge bağıntısına alınmazlar çünkü bu maddelerin molariteleri sabittir ve dengenin yönüne etki etmezler. Denge bağıntısına sadece gazlar ve çözeltideki iyonlar alınır.
Denge Sabitine Ait Özellikler : Her tepkimenin denge sabiti deneysel olarak saptanamaz, bunun yerine birkaç tane tepkimenin denge sabitinden faydalanılarak istenilen tepkimenin denge sabiti hesaplanabilir.
1. Bir tepkime ters çevrilirse K sı da 1/K şeklinde yazılır.
2. Tepkime bir sayıyla çarpılıyorsa, bu sayı K ya üs olarak yazılır.
3. Birden fazla tepkime toplanarak yeni bir denge sabiti oluşturuluyorsa K lar çarpılır.
Dengeye Etki Eden Faktörler : ( Le Chatelier prensibi ) Dengedeki bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldı-ğında sistem o etkiyi yok edecek şekilde tepki gösterir.
1. Derişimin etkisi : H2(g) + I2(g) 2HI(g) tepkimesine dışarıdan H2(g) eklendiğinde denge ürünler lehine (sağa), HI(g) eklendiğinde girenler lehine (sola) kayar.
Ortamdan H2g) gazı çekildiğinde denge girenler lehine HI(g) çekildiğinde ise ürünler lehine kayar.
2. Basınç ve Hacim Değişiminin Etkisi :Basınç artarsa hacim azalır ve derişim artar, dolayısıyla denge mol sayısı az olan tarafa kayar.
|
| 2SO2(g) + O2(g) |
|
2SO3(g) |
|
3 mol
|
|
2 mol |
| tepkimesinde hacmin azaltılması dengeyi SO3 lehine kaydırır. |
Not : Bütün bu etkiler denge sabiti olan K yı değiştirmez. K' yı sadece sıcaklık değiştirir.
3. Sıcaklık : Sıcaklığın artırılması endotermik tepkimelerde dengenin sağ tarafa kaymasına neden olur ve K artar. Ekzotermik tepkimelerde ise denge sol tarafa kayar ve K değeri azalır.
4. Katalizör : Denge tepkimesinde katalizör kullanmak dengenin yönünü değiştirmez, sadece tepkimenin daha kısa sürede dengeye gelmesini sağlar.
Maksimum Düzensizlik ve Minimum Enerji Eğilimi :
Düzensizlik, katı sıvı çözelti gaz sırasına göre artar. Bir tepkime dengeye gelirken, düzensizliği artar, enerjisi minimum hale geçer.
1- Maksimum düzensizlik mol sayısının fazla olduğu taraftadır.
2- Bir tepkimede hangi tarafın enerjisi az ise minimum enerji o taraftadır.
Not : Bir tepkimede hangi tarafın enerjisi az düzensizliği fazlaysa tepkime o yöne doğru kendiliğinden olur. |
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
