KİMYASAL DENGE

Kimyasal reaksiyon veren maddeler bir araya getirildiği zaman reaksiyonun olması için ne kadar uzun zaman beklenirse beklensin, deneysel olarak, reaksiyona giren maddelerin tamamının reaksiyon ürününe dönüşmediği bulunmuştur.

KİMYASAL DENGE

Reaksiyon ilerledikçe girenlerin derişimleri azalır. Ürünlerin derişimleri artar. En sonunda sistem dengeye ulaşır. Sistemdeki derişimlerin değişmediği hale denge hali denir.
A2(g) + B2(g) 2AB(g)
Bu denklem ileri ya da geri olarak okunabilir. Denge Halinde
1.Denge, sabit sıcaklıkta kapalı sistemlerde geçerlidir.
2.Denge; ileri ve geri reaksiyon hızlarının eşit olduğu durumdur.
3.Denge dinamiktir.
4.Maksimum düzensizlik minimum enerji eğiliminin arasındaki uzlaşmadır.
5.Dengede bütün bileşenlerin derişimleri sabittir.

Homojen Denge

Dengedeki maddelerin aynı fazda olduğu dengeye homojen denge denir.
H2(g) + CO2(g) CO(g) + H2O (g)

Heterojen Denge

Denge tepkimelerindeki maddelerin farklı fazlarda olduğu duruma heterojen denge denir.
NH4HS(k) NH3(g) + H2 S(g)

Denge Sabiti

A(g) + mB(g) pC(g) + qD(g)
İleri ve geri tepkimelerin tek basamakta olduğu varsayılarak hız denklemleri yazılırsa :
V1 = k1 [A]n [B]m V2 = k2 [C]p [D]q
Denge Sabiti
Sistem dengede olduğu zaman ileri ve geri reaksiyon hızları eşit olur:
k1 [A]n [B]m = k2 [C]p [D]q
k1 [C]p [D]q k1
k2 [A]n [B]m k2
Kd Derişim denge sabiti
Denge Sabiti
Kd : Sadece sıcaklıkla değişir.
Saf katı ve sıvıların derişimleri değişmediğinden ihmal edilir ve denge bağıntısında yazılmazlar.
Denge bağıntısı tepkime mekanizmasına bağlı değildir.
Denge bağıntısı toplu denkleme bağlıdır ve toplu denkleme göre yazılır.
Kd < 1 ise pay, paydadan küçüktür. nKd > 1 ise pay, paydadan büyüktür.
Tek yönlü tepkimelerde Kd = ∞ dur.
Denge Sabiti
ÖRNEK : 2NO2(g) N2O4(g) tepkimesi belli
bir sıcaklıkta dengeye ulaştığında 1 lt. lik bir
kapta 0,2 mol NO2 ve 0,08 mol N2O4
bulunduğuna göre Kd ’ nin değeri ve birimi nedir?

Denge Değişmeleri

1.Derişim
a)Katkı ile bileşenlerden birinin derişimi sistem dengede iken değiştirilirse, denge karşı tarafın lehine bozulur.
b)Sistem dengede iken bileşenlerden birinin derişimi azaltılarak denge bozulursa, dengenin yönü derişimin azaldığı tarafa çekilirse doğru olur.
Le Chatelier İlkesi : Bir zorlamaya uğrayan herhangi bir denge, bu zorlanmadan kurtulacak biçimde değişme eğilimi gösterir.
Denge Değişmeleri
2.Hacim (Basınç)
a)Mol sayılarının eşit olduğu tepkimelerde.
Kd birimsizdir.
b)Mol sayılarının eşit olmadığı tepkimelerde.
Kd sabitinin birimi vardır. Bu tür tepkimelerde mutlaka molar derişimler yazılmalıdır.
Denge Değişmeleri
3.Sıcaklık
a)Ekzotermik tepkimelerde :
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + ısı
Denge Değişmeleri
b)Endotermik tepkimelerde :
Denge Değişmeleri
4.Katalizör
Dengeyi bozmaz. Sistemin daha çabuk dengeye ulaşmasını sağlar.
Denge Değişmeleri
ÖRNEK : Fe2O3(k) + 3CO(g) 3CO2(g) + 2Fe(k)
∆H < 0 denge tepkimesine ; a) Fe2O3(k) katılması b)CO uzaklaştırılması c)Fe2O3(k) uzaklaştırılması d)Tepkime kabının hacminin küçülmesi e)Katalizör eklenmesi Dengeyi hangi yöne kaydırır. Kd sabitini nasıl etkiler. ● nKp – Kd İlişkisi Kısmi basınçlarla ifade edilen denge sabiti Kp : aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) (PC)c (PD)d (PA)a (PB)b nKp – Kd İlişkisi ÖRNEK : NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(k) tepkimesinde Kp ile Kd arasındaki ilişki nedir ? nDenge Sabitinin Katsayılara Bağlılığı 1.Bir tepkimenin denklemi herhangi bir sayı ile çarpılırsa bu sayı Kd ‘ye üs olarak gelir. 2.Bir tepkime ters çevrilirse denge sabiti de ters çevrilir. 3.Bir tepkime iki ya da daha fazla tepkimenin toplamı ise tepkimenin denge sabiti bu iki tepkimenin denge sabitlerinin çarpımına eşittir. 4.Bir tepkime hem ters çevrilir hem de 2’ye bölünürse K’sı K1/2 şeklinde yazılır. nDenge Sabitinin Katsayılara Bağlılığı ÖRNEK : nDenge Kesri aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) için [C]c [D]d [A]a [B]b [C]c [D]d [A]a [B]b nDenge Kesri a)Q > Kd ise sistem dengede değildir.
b)Q < Kd ise sistem dengede değildir.
c)Q = Kd ise sistem dengededir.
Denge Kesri
ÖRNEK : 2 mol Cl2 , 2 mol H2 , 4 mol HCl belli bir sıcaklıkta 2lt.’ lik bir kaba konuyor.
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) tepkimesi için K =36 olduğuna göre her bir maddenin denge derişimleri nedir ?

…