OttoMaNs* ;яeiz
Kullanıcı
Acemi üye
365-Gündür-Beraberiz!
Çaylak Üye
5 Yıldır Beraberiz
Bronz Üye
10 Yıldır Beraberiz
Doğrulanmamış Hesap
Silver Üye
Gold Üye
Platin Üye
10
- Katılım
- 20 Şub 2011
- Mesajlar
- 32,869
- Tepkime puanı
- 0
- Yaş
- 36
Homojen denge
DENGENİN ÇEŞİTLERİ
Kimyasal denge homojen ve heterojen olmak üzere ikiye yarılır.
a) Homojen denge: Dengeyi oluşturan maddelerin tümü aynı fiziksel halde ise bu dengeye homojen denge denir.
b) Heterojen denge: Dengeyi oluşturan maddeler farklı fiziksel halde ise bu dengeye heterojen denge denir.
Denge maksimum düzensizlikle minimum enerji arasında bir uzlaşma noktasıdır.
Dengede tüm maddelerin derişimleri sabittir.
Denge, maksimum düzensizlikle minimum enerji eğilimdedir.
DENGEYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Denge halinde bulunan bir sistemin herhangi bir nedenle bir deneysel koşulu (örneğin sıcaklık veya basınç gibi) değiştirildiği zaman sistemde ne gibi değişimler olur? Bu gibi değişimlere ilişkin etkiler 1884 yılında Henri Le Chatelier tarafından Le Chatelier ilkesi denilen ilke ile açıklanmıştır. Denge halinde bulunan bir sisteme herhangi bir dış etki yapıldığı zaman, sistem etkiyi azaltacak yönde hareket eder ve yeni bir denge oluşur.
Dengeyi etkileyen faktörler şunlardır:
Derişim değişimi
Basınç değişimi
Sıcaklık değişimi
Deneyimiz sıcaklığın dengeye etkisiyle alakalı olduğu için sadece sıcaklık değişimini açıklayacağız.
Sıcaklığın dengeye etkisi: Kimyasal tepkimelerin endotermik ve egzotermik olmak üzere iki kısımdan oluşmuştur.
Endotermik tepkime: Dışarıdan ısı alarak gerçekleşen tepkimelerdir.
Egzotermik tepkimeler: Dışarıya ısı vererek gerçekleşen tepkimelerdir.
Bir kimyasal tepkimede sıcaklık arttırılırsa sistem o sıcaklığı azaltacak yönde hareket eder.
Örneğin egzotermik bir tepkimede sıcaklık arttırılırsa sistem sıcaklığı azaltacak yönde hareket edecek yani girenler yönüne kayacaktır.
Endotermik tepkimelerde ise sıcaklık arttırıldığı zaman tepkime sıcaklığı azaltacak yönde hareket edecek ve ileri yöne doğru kayacaktır.
Yaptığımız deney endotermik bir reaksiyon olduğundan dolayı sıcaklığı arttırıldığı (sıcak suya konulduğu) zaman ileri yöne doğru hareket edecek ve ürünlerin rengini alacaktır.
DENEY’İN YAPILIŞI
Kullanılan malzemeler:
2 adet beher
1 adet test tüp
2 g Cu(NO3) ve 2 g NaCl
Isıtıcı
3 ayak
Amyantlı tel
ÖN BİLGİLER
Kimyasal denge tepkimelerinde dışarıdan bir etki yapıldığında, sistemin o etkiyi azaltacak yönde hareket edeceğini belirtmiştik.
Cu(H2O)4+2 + 4Cl- <=====> CuCl4-2 + 4H2O ∆H>0
Cu(H2O)4+2 (Mavi)
CuCl4-2 (Yeşil)
Çözeltiyi bulunduran tüpü sıcak suya daldırırsak sıcaklığı azaltmak isteyeceğinden dolayı sağa kayacak ve ürünlerdeki maddenin rengini alacak yani yeşil renk olacaktır.
Fakat tüpü buzlu suya daldırırsak, tepkime sıcaklığı arttırmak isteyecek, girenler yönüne kayacaktır. Ve mavi renk olacaktır.
Fiziksel denge
Denge: Kapalı bir sistemde,sabit sıcaklıkta gözlenebilir özelliklerin değişmezliği haline denge denir.Kimyasal ve fiziksel denge olmak üzere 2’ye ayrılır;
Fiziksel Denge: Maddelerin iç yapısı değişmeden fiziksel halleri (katı,sıvı,gaz) arasında belirli şartlarda kurulan dengeye denir.
Kimyasal Denge: Kimyasal denge kapalı bir sistemde kurulan basınç,sıcaklık,derişim vb. özelliklerin değişmediği sürece;
Derişimlerinin değişmemesi
İleri yöndeki tepkime hızının, geri yöndeki tepkime hızına eşit olması
Minimum enerji ile maksimum düzensizliğin uzlaşması
Maksimum Düzensizlik: Sıvılar katılara göre daha düzensiz,gazlar sıvılara göre daha düzensizdir.Mol sayısı fazla olan gaz az olana 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 minimum enerjili eğilimin olduğu taraftır.
Gözlenebilir olayların bitmesi, gözlenemeyen olayların devam etmesi durumudur.
Kimyasal bir reaksiyonun dengeye ulaşması (reaksiyon hızı-zaman grafiği)
KİMYASAL DENGEYE ETKİ EDEN FAKTÖRLER(LE CHATELIER PRENSİBİ)
Dengede olan bir sistem bazı faktörlerin değişmelerinden etkilenir.Sistemde denge tekrar kuruluncaya kadar reaksiyon ileri yada geri yönde tekrar başlar.
Dengeye etki eden faktörler şunlardır:
Reaktif veya ürünlerin reaksiyon kabına ilave edilmesi yada çıkarılması(Derişim)
Hacim veya Basıncın etkisi
Sıcaklığın etkisi
Katalizörün etkisi
Kimyasal dengeye etki eden faktörler üzerine geniş çaplı çalışmayı Henri-Louis Le Chatelier yapmıştır.Kendi ismiyle anılan Le-Chatelier prensibine göre;
Eğer dengede olan bir sisteme sıcaklık,basınç ve derişimin değiştirilmesi ile bir etki yapılırsa, reaksiyon o etkiyi azaltacak yönde reaksiyon vererek (tepki göstererek) tekrar dengeye ulaşır.
Şimdi dengeye etki eden bu faktörleri tek tek ele alalım;
1-) Derişimin (Konsantrasyonun) Etkisi
Denge halindeki bir sisteme reaktif veya ürünlerden biri ilave edilirse o maddelerin derişimi artar.Denge bu maddeyi ve etkisini azaltacak yönde sağa yada sola kayar.Madde ilavesi reaksiyon denkleminin hangi tarafına yapılmış ise o tarafın hızı artar.Ancak bir süre sonra ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları eşitlenerek yeni denge kurulur.Bununla birlikte derişim değişikliğinin denge sabitinin sayısal değerine etkisi yoktur .
Kısacası;
Eğer bir bileşen (reaktif veya ürün) dengedeki bir sistemden çıkarılırsa denge, etkiyi azaltacak yönde (sağa yada sola) kayar ve reaksiyondan çıkarılan bileşenden daha çok üretmeye başlar.Sistem tekrar dengeye ulaşıncaya kadar bu işlem devam eder.
Eğer bir bileşen (reaktif veya ürün) dengedeki bir sisteme ilave edilirse denge, etkiyi azaltacak yönde (sağa yada sola) kayar ve reaksiyona eklenen bileşenden daha çok tüketmeye başlar.Sistem tekrar dengeye ulaşıncaya kadar bu işlem devam eder.
Derişimin etkisini aşağıdaki reaksiyonda inceleyelim:
N2(g) + 3H2(g) çè 2NH3
Dengede olan bu sisteme H2 eklersek ne olur?
Grafikten de anlaşılacağı gibi H2 eklenene kadarki derişimler eşit olduğundan sistem dengededir.
Sisteme H2 ilave ettiğimizde sistem eklenen H2 nin bir kısmını tüketip NH3 üretecektir.İleri yöndeki reaksiyon hızlanacaktır.
Sistem tekrar dengeye ulaştıktan sonraki derişimleri karşılaştırıp grafiğe göre yorumlayalım.
H2: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha fazla olur.Çünkü H2 nin tamamı değil sadece bir kısmı NH3 üretmek üzere kullanılıyor.
N2: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha az olur.Çünkü H2 eklendikten sonra H2 ile birlikte NH3 oluşturmak üzere bir miktar da N2 kullanılacaktır.(Fakat sisteme H2 değil de N2 eklenseydi N2 nin bir kısmı kullanılacağından tekrar dengeye ulaştıktan sonraki derişimi fazla olurdu.)
NH3: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha az olur.Çünkü H2 eklendikten sonra sistem NH3 üretiyor.
Derişimin etkisindeki bir reaksiyonun reaksiyon hızı-zaman grafiği aşağıdaki gibi olur.
Kimyasal dengedeki bir siteme reaktif ekleniyor.
2-) Basınç ve Hacmin Etkisi
Basınç veya hacim sadece gaz reaksiyonlarında etkilidir.Bir gaz reaksiyonundaki reaksiyon kabının hacmini değiştirince(basıncı değiştirince) sistemdeki tüm maddelerin derişimleri değişecektir.Örnek olarak aşağıdaki reaksiyonu ele alalım:
N2(g) + 3H2(g) çè 2NH3
Bu reaksiyonun hacmini yarıya indirelim.Bu durumda basıncın iki katına çıkması gerekir.Ancak Le Chatelier prensibi gereğince sistem basıncı azaltacak yönde tepki gösterir ve tekrar dengeye gelmek ister.Bu da ancak sistemin sağa doğru kaymasına yani NH3 üretmesiyle mümkündür.Reaksiyon yeniden dengeye geldiğinde NH3 ün mol sayısı artmış,N2 ve H2 nin mol sayıları ise azalmıştır.Toplam mol sayısındaki bu azalma basıncın 2 kattan daha küçük olması sonucunu doğurur.Böylece sistemin hacminin küçülmesi,daha çok ürün oluşmasına neden olur.Basıncın denge sabitinin sayısal değerine etkisi yoktur.Kaynakwh:
Genel olarak basınç veya hacmin etkisini ele alırsak;
Bir gaz dengesinde hacmin küçültülmesi,dengenin daha az mol sayısı içeren gazlar tarafına kaymasına neden olur.Hacmin artması ise dengenin daha fazla mol sayısı içeren gazlar tarafına kaymasını sağlar.
Yukarıdaki ifadelerden çıkarılabileceği gibi reaktif ve ürün mol sayıları eşit olan reaksiyonlarda basıncın etkisi yoktur.Bu ifadeye örnek bir reaksiyon;
N2(g) + O2(g) çè2NO(g)
yazılabilir.Görüldüğü gibi ürünlerde 2 mol girenlerde de 2 mol madde vardır.
Reaksiyon kabın,reaksiyona katılmayan bir gaz ilave edilirse,kapta toplam basınç artmakla beraber,reaktif ve ürün gazlarının kısmi basınçları değişmeyeceğinden denge de değişmez..
Aşağıdaki tabloda bazı reaksiyonlarda hacmin(basıncın) etkisi gösterilmiştir:
Sistem
Hacim Artışı
(Basınç Azalması)Kaynakwh:
Hacim Azalması
(Basınç Artışı)
1. N2O4(g) çè2NO2(g)
2. SO2 + 1/2O2(g) çèSO3(g)
3. N2(g) + O2(g) çè2NO(g)
Kimyasal denge
Denge: Kapalı bir sistemde,sabit sıcaklıkta gözlenebilir özelliklerin değişmezliği haline denge denir.Kimyasal ve fiziksel denge olmak üzere 2’ye ayrılır;
Fiziksel Denge: Maddelerin iç yapısı değişmeden fiziksel halleri (katı,sıvı,gaz) arasında belirli şartlarda kurulan dengeye denir.
Kimyasal Denge: Kimyasal denge kapalı bir sistemde kurulan basınç,sıcaklık,derişim vb. özelliklerin değişmediği sürece;
Derişimlerinin değişmemesi
İleri yöndeki tepkime hızının, geri yöndeki tepkime hızına eşit olması
Minimum enerji ile maksimum düzensizliğin uzlaşması
Maksimum Düzensizlik: Sıvılar katılara göre daha düzensiz,gazlar sıvılara göre daha düzensizdir.Mol sayısı fazla olan gaz az olana 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 minimum enerjili eğilimin olduğu taraftır.
Gözlenebilir olayların bitmesi, gözlenemeyen olayların devam etmesi durumudur.
Kimyasal bir reaksiyonun dengeye ulaşması (reaksiyon hızı-zaman grafiği)
KİMYASAL DENGEYE ETKİ EDEN FAKTÖRLER(LE CHATELIER PRENSİBİ)
Dengede olan bir sistem bazı faktörlerin değişmelerinden etkilenir.Sistemde denge tekrar kuruluncaya kadar reaksiyon ileri yada geri yönde tekrar başlar.
Dengeye etki eden faktörler şunlardır:
Reaktif veya ürünlerin reaksiyon kabına ilave edilmesi yada çıkarılması(Derişim)
Hacim veya Basıncın etkisi
Sıcaklığın etkisi
Katalizörün etkisi
Kimyasal dengeye etki eden faktörler üzerine geniş çaplı çalışmayı Henri-Louis Le Chatelier yapmıştır.Kendi ismiyle anılan Le-Chatelier prensibine göre;
Eğer dengede olan bir sisteme sıcaklık,basınç ve derişimin değiştirilmesi ile bir etki yapılırsa, reaksiyon o etkiyi azaltacak yönde reaksiyon vererek (tepki göstererek) tekrar dengeye ulaşır.
Şimdi dengeye etki eden bu faktörleri tek tek ele alalım;
1-) Derişimin (Konsantrasyonun) Etkisi
Denge halindeki bir sisteme reaktif veya ürünlerden biri ilave edilirse o maddelerin derişimi artar.Denge bu maddeyi ve etkisini azaltacak yönde sağa yada sola kayar.Madde ilavesi reaksiyon denkleminin hangi tarafına yapılmış ise o tarafın hızı artar.Ancak bir süre sonra ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları eşitlenerek yeni denge kurulur.Bununla birlikte derişim değişikliğinin denge sabitinin sayısal değerine etkisi yoktur .
Kısacası;
Eğer bir bileşen (reaktif veya ürün) dengedeki bir sistemden çıkarılırsa denge, etkiyi azaltacak yönde (sağa yada sola) kayar ve reaksiyondan çıkarılan bileşenden daha çok üretmeye başlar.Sistem tekrar dengeye ulaşıncaya kadar bu işlem devam eder.
Eğer bir bileşen (reaktif veya ürün) dengedeki bir sisteme ilave edilirse denge, etkiyi azaltacak yönde (sağa yada sola) kayar ve reaksiyona eklenen bileşenden daha çok tüketmeye başlar.Sistem tekrar dengeye ulaşıncaya kadar bu işlem devam eder.
Derişimin etkisini aşağıdaki reaksiyonda inceleyelim:
N2(g) + 3H2(g) çè 2NH3
Dengede olan bu sisteme H2 eklersek ne olur?
Grafikten de anlaşılacağı gibi H2 eklenene kadarki derişimler eşit olduğundan sistem dengededir.
Sisteme H2 ilave ettiğimizde sistem eklenen H2 nin bir kısmını tüketip NH3 üretecektir.İleri yöndeki reaksiyon hızlanacaktır.
Sistem tekrar dengeye ulaştıktan sonraki derişimleri karşılaştırıp grafiğe göre yorumlayalım.
H2: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha fazla olur.Çünkü H2 nin tamamı değil sadece bir kısmı NH3 üretmek üzere kullanılıyor.
N2: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha az olur.Çünkü H2 eklendikten sonra H2 ile birlikte NH3 oluşturmak üzere bir miktar da N2 kullanılacaktır.(Fakat sisteme H2 değil de N2 eklenseydi N2 nin bir kısmı kullanılacağından tekrar dengeye ulaştıktan sonraki derişimi fazla olurdu.)
NH3: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha az olur.Çünkü H2 eklendikten sonra sistem NH3 üretiyor.
Derişimin etkisindeki bir reaksiyonun reaksiyon hızı-zaman grafiği aşağıdaki gibi olur.
Kimyasal dengedeki bir siteme reaktif ekleniyor.
2-) Basınç ve Hacmin Etkisi
Basınç veya hacim sadece gaz reaksiyonlarında etkilidir.Bir gaz reaksiyonundaki reaksiyon kabının hacmini değiştirince(basıncı değiştirince) sistemdeki tüm maddelerin derişimleri değişecektir.Örnek olarak aşağıdaki reaksiyonu ele alalım:
N2(g) + 3H2(g) çè 2NH3
Bu reaksiyonun hacmini yarıya indirelim.Bu durumda basıncın iki katına çıkması gerekir.Ancak Le Chatelier prensibi gereğince sistem basıncı azaltacak yönde tepki gösterir ve tekrar dengeye gelmek ister.Bu da ancak sistemin sağa doğru kaymasına yani NH3 üretmesiyle mümkündür.Reaksiyon yeniden dengeye geldiğinde NH3 ün mol sayısı artmış,N2 ve H2 nin mol sayıları ise azalmıştır.Toplam mol sayısındaki bu azalma basıncın 2 kattan daha küçük olması sonucunu doğurur.Böylece sistemin hacminin küçülmesi,daha çok ürün oluşmasına neden olur.Basıncın denge sabitinin sayısal değerine etkisi yoktur.Kaynakwh:
Genel olarak basınç veya hacmin etkisini ele alırsak;
Bir gaz dengesinde hacmin küçültülmesi,dengenin daha az mol sayısı içeren gazlar tarafına kaymasına neden olur.Hacmin artması ise dengenin daha fazla mol sayısı içeren gazlar tarafına kaymasını sağlar.
Yukarıdaki ifadelerden çıkarılabileceği gibi reaktif ve ürün mol sayıları eşit olan reaksiyonlarda basıncın etkisi yoktur.Bu ifadeye örnek bir reaksiyon;
N2(g) + O2(g) çè2NO(g)
yazılabilir.Görüldüğü gibi ürünlerde 2 mol girenlerde de 2 mol madde vardır.
Reaksiyon kabın,reaksiyona katılmayan bir gaz ilave edilirse,kapta toplam basınç artmakla beraber,reaktif ve ürün gazlarının kısmi basınçları değişmeyeceğinden denge de değişmez..
Aşağıdaki tabloda bazı reaksiyonlarda hacmin(basıncın) etkisi gösterilmiştir:
Sistem
Hacim Artışı
(Basınç Azalması)Kaynakwh:
Hacim Azalması
(Basınç Artışı)
1. N2O4(g) çè2NO2(g)
2. SO2 + 1/2O2(g) çèSO3(g)
3. N2(g) + O2(g) çè2NO(g)
DENGENİN ÇEŞİTLERİ
Kimyasal denge homojen ve heterojen olmak üzere ikiye yarılır.
a) Homojen denge: Dengeyi oluşturan maddelerin tümü aynı fiziksel halde ise bu dengeye homojen denge denir.
b) Heterojen denge: Dengeyi oluşturan maddeler farklı fiziksel halde ise bu dengeye heterojen denge denir.
Denge maksimum düzensizlikle minimum enerji arasında bir uzlaşma noktasıdır.
Dengede tüm maddelerin derişimleri sabittir.
Denge, maksimum düzensizlikle minimum enerji eğilimdedir.
DENGEYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Denge halinde bulunan bir sistemin herhangi bir nedenle bir deneysel koşulu (örneğin sıcaklık veya basınç gibi) değiştirildiği zaman sistemde ne gibi değişimler olur? Bu gibi değişimlere ilişkin etkiler 1884 yılında Henri Le Chatelier tarafından Le Chatelier ilkesi denilen ilke ile açıklanmıştır. Denge halinde bulunan bir sisteme herhangi bir dış etki yapıldığı zaman, sistem etkiyi azaltacak yönde hareket eder ve yeni bir denge oluşur.
Dengeyi etkileyen faktörler şunlardır:
Derişim değişimi
Basınç değişimi
Sıcaklık değişimi
Deneyimiz sıcaklığın dengeye etkisiyle alakalı olduğu için sadece sıcaklık değişimini açıklayacağız.
Sıcaklığın dengeye etkisi: Kimyasal tepkimelerin endotermik ve egzotermik olmak üzere iki kısımdan oluşmuştur.
Endotermik tepkime: Dışarıdan ısı alarak gerçekleşen tepkimelerdir.
Egzotermik tepkimeler: Dışarıya ısı vererek gerçekleşen tepkimelerdir.
Bir kimyasal tepkimede sıcaklık arttırılırsa sistem o sıcaklığı azaltacak yönde hareket eder.
Örneğin egzotermik bir tepkimede sıcaklık arttırılırsa sistem sıcaklığı azaltacak yönde hareket edecek yani girenler yönüne kayacaktır.
Endotermik tepkimelerde ise sıcaklık arttırıldığı zaman tepkime sıcaklığı azaltacak yönde hareket edecek ve ileri yöne doğru kayacaktır.
Yaptığımız deney endotermik bir reaksiyon olduğundan dolayı sıcaklığı arttırıldığı (sıcak suya konulduğu) zaman ileri yöne doğru hareket edecek ve ürünlerin rengini alacaktır.
DENEY’İN YAPILIŞI
Kullanılan malzemeler:
2 adet beher
1 adet test tüp
2 g Cu(NO3) ve 2 g NaCl
Isıtıcı
3 ayak
Amyantlı tel
ÖN BİLGİLER
Kimyasal denge tepkimelerinde dışarıdan bir etki yapıldığında, sistemin o etkiyi azaltacak yönde hareket edeceğini belirtmiştik.
Cu(H2O)4+2 + 4Cl- <=====> CuCl4-2 + 4H2O ∆H>0
Cu(H2O)4+2 (Mavi)
CuCl4-2 (Yeşil)
Çözeltiyi bulunduran tüpü sıcak suya daldırırsak sıcaklığı azaltmak isteyeceğinden dolayı sağa kayacak ve ürünlerdeki maddenin rengini alacak yani yeşil renk olacaktır.
Fakat tüpü buzlu suya daldırırsak, tepkime sıcaklığı arttırmak isteyecek, girenler yönüne kayacaktır. Ve mavi renk olacaktır.
Fiziksel denge
Denge: Kapalı bir sistemde,sabit sıcaklıkta gözlenebilir özelliklerin değişmezliği haline denge denir.Kimyasal ve fiziksel denge olmak üzere 2’ye ayrılır;
Fiziksel Denge: Maddelerin iç yapısı değişmeden fiziksel halleri (katı,sıvı,gaz) arasında belirli şartlarda kurulan dengeye denir.
Kimyasal Denge: Kimyasal denge kapalı bir sistemde kurulan basınç,sıcaklık,derişim vb. özelliklerin değişmediği sürece;
Derişimlerinin değişmemesi
İleri yöndeki tepkime hızının, geri yöndeki tepkime hızına eşit olması
Minimum enerji ile maksimum düzensizliğin uzlaşması
Maksimum Düzensizlik: Sıvılar katılara göre daha düzensiz,gazlar sıvılara göre daha düzensizdir.Mol sayısı fazla olan gaz az olana 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 minimum enerjili eğilimin olduğu taraftır.
Gözlenebilir olayların bitmesi, gözlenemeyen olayların devam etmesi durumudur.
Kimyasal bir reaksiyonun dengeye ulaşması (reaksiyon hızı-zaman grafiği)
KİMYASAL DENGEYE ETKİ EDEN FAKTÖRLER(LE CHATELIER PRENSİBİ)
Dengede olan bir sistem bazı faktörlerin değişmelerinden etkilenir.Sistemde denge tekrar kuruluncaya kadar reaksiyon ileri yada geri yönde tekrar başlar.
Dengeye etki eden faktörler şunlardır:
Reaktif veya ürünlerin reaksiyon kabına ilave edilmesi yada çıkarılması(Derişim)
Hacim veya Basıncın etkisi
Sıcaklığın etkisi
Katalizörün etkisi
Kimyasal dengeye etki eden faktörler üzerine geniş çaplı çalışmayı Henri-Louis Le Chatelier yapmıştır.Kendi ismiyle anılan Le-Chatelier prensibine göre;
Eğer dengede olan bir sisteme sıcaklık,basınç ve derişimin değiştirilmesi ile bir etki yapılırsa, reaksiyon o etkiyi azaltacak yönde reaksiyon vererek (tepki göstererek) tekrar dengeye ulaşır.
Şimdi dengeye etki eden bu faktörleri tek tek ele alalım;
1-) Derişimin (Konsantrasyonun) Etkisi
Denge halindeki bir sisteme reaktif veya ürünlerden biri ilave edilirse o maddelerin derişimi artar.Denge bu maddeyi ve etkisini azaltacak yönde sağa yada sola kayar.Madde ilavesi reaksiyon denkleminin hangi tarafına yapılmış ise o tarafın hızı artar.Ancak bir süre sonra ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları eşitlenerek yeni denge kurulur.Bununla birlikte derişim değişikliğinin denge sabitinin sayısal değerine etkisi yoktur .
Kısacası;
Eğer bir bileşen (reaktif veya ürün) dengedeki bir sistemden çıkarılırsa denge, etkiyi azaltacak yönde (sağa yada sola) kayar ve reaksiyondan çıkarılan bileşenden daha çok üretmeye başlar.Sistem tekrar dengeye ulaşıncaya kadar bu işlem devam eder.
Eğer bir bileşen (reaktif veya ürün) dengedeki bir sisteme ilave edilirse denge, etkiyi azaltacak yönde (sağa yada sola) kayar ve reaksiyona eklenen bileşenden daha çok tüketmeye başlar.Sistem tekrar dengeye ulaşıncaya kadar bu işlem devam eder.
Derişimin etkisini aşağıdaki reaksiyonda inceleyelim:
N2(g) + 3H2(g) çè 2NH3
Dengede olan bu sisteme H2 eklersek ne olur?
Grafikten de anlaşılacağı gibi H2 eklenene kadarki derişimler eşit olduğundan sistem dengededir.
Sisteme H2 ilave ettiğimizde sistem eklenen H2 nin bir kısmını tüketip NH3 üretecektir.İleri yöndeki reaksiyon hızlanacaktır.
Sistem tekrar dengeye ulaştıktan sonraki derişimleri karşılaştırıp grafiğe göre yorumlayalım.
H2: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha fazla olur.Çünkü H2 nin tamamı değil sadece bir kısmı NH3 üretmek üzere kullanılıyor.
N2: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha az olur.Çünkü H2 eklendikten sonra H2 ile birlikte NH3 oluşturmak üzere bir miktar da N2 kullanılacaktır.(Fakat sisteme H2 değil de N2 eklenseydi N2 nin bir kısmı kullanılacağından tekrar dengeye ulaştıktan sonraki derişimi fazla olurdu.)
NH3: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha az olur.Çünkü H2 eklendikten sonra sistem NH3 üretiyor.
Derişimin etkisindeki bir reaksiyonun reaksiyon hızı-zaman grafiği aşağıdaki gibi olur.
Kimyasal dengedeki bir siteme reaktif ekleniyor.
2-) Basınç ve Hacmin Etkisi
Basınç veya hacim sadece gaz reaksiyonlarında etkilidir.Bir gaz reaksiyonundaki reaksiyon kabının hacmini değiştirince(basıncı değiştirince) sistemdeki tüm maddelerin derişimleri değişecektir.Örnek olarak aşağıdaki reaksiyonu ele alalım:
N2(g) + 3H2(g) çè 2NH3
Bu reaksiyonun hacmini yarıya indirelim.Bu durumda basıncın iki katına çıkması gerekir.Ancak Le Chatelier prensibi gereğince sistem basıncı azaltacak yönde tepki gösterir ve tekrar dengeye gelmek ister.Bu da ancak sistemin sağa doğru kaymasına yani NH3 üretmesiyle mümkündür.Reaksiyon yeniden dengeye geldiğinde NH3 ün mol sayısı artmış,N2 ve H2 nin mol sayıları ise azalmıştır.Toplam mol sayısındaki bu azalma basıncın 2 kattan daha küçük olması sonucunu doğurur.Böylece sistemin hacminin küçülmesi,daha çok ürün oluşmasına neden olur.Basıncın denge sabitinin sayısal değerine etkisi yoktur.Kaynakwh:
Genel olarak basınç veya hacmin etkisini ele alırsak;
Bir gaz dengesinde hacmin küçültülmesi,dengenin daha az mol sayısı içeren gazlar tarafına kaymasına neden olur.Hacmin artması ise dengenin daha fazla mol sayısı içeren gazlar tarafına kaymasını sağlar.
Yukarıdaki ifadelerden çıkarılabileceği gibi reaktif ve ürün mol sayıları eşit olan reaksiyonlarda basıncın etkisi yoktur.Bu ifadeye örnek bir reaksiyon;
N2(g) + O2(g) çè2NO(g)
yazılabilir.Görüldüğü gibi ürünlerde 2 mol girenlerde de 2 mol madde vardır.
Reaksiyon kabın,reaksiyona katılmayan bir gaz ilave edilirse,kapta toplam basınç artmakla beraber,reaktif ve ürün gazlarının kısmi basınçları değişmeyeceğinden denge de değişmez..
Aşağıdaki tabloda bazı reaksiyonlarda hacmin(basıncın) etkisi gösterilmiştir:
Sistem
Hacim Artışı
(Basınç Azalması)Kaynakwh:
Hacim Azalması
(Basınç Artışı)
1. N2O4(g) çè2NO2(g)
2. SO2 + 1/2O2(g) çèSO3(g)
3. N2(g) + O2(g) çè2NO(g)
Kimyasal denge
Denge: Kapalı bir sistemde,sabit sıcaklıkta gözlenebilir özelliklerin değişmezliği haline denge denir.Kimyasal ve fiziksel denge olmak üzere 2’ye ayrılır;
Fiziksel Denge: Maddelerin iç yapısı değişmeden fiziksel halleri (katı,sıvı,gaz) arasında belirli şartlarda kurulan dengeye denir.
Kimyasal Denge: Kimyasal denge kapalı bir sistemde kurulan basınç,sıcaklık,derişim vb. özelliklerin değişmediği sürece;
Derişimlerinin değişmemesi
İleri yöndeki tepkime hızının, geri yöndeki tepkime hızına eşit olması
Minimum enerji ile maksimum düzensizliğin uzlaşması
Maksimum Düzensizlik: Sıvılar katılara göre daha düzensiz,gazlar sıvılara göre daha düzensizdir.Mol sayısı fazla olan gaz az olana 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 minimum enerjili eğilimin olduğu taraftır.
Gözlenebilir olayların bitmesi, gözlenemeyen olayların devam etmesi durumudur.
Kimyasal bir reaksiyonun dengeye ulaşması (reaksiyon hızı-zaman grafiği)
KİMYASAL DENGEYE ETKİ EDEN FAKTÖRLER(LE CHATELIER PRENSİBİ)
Dengede olan bir sistem bazı faktörlerin değişmelerinden etkilenir.Sistemde denge tekrar kuruluncaya kadar reaksiyon ileri yada geri yönde tekrar başlar.
Dengeye etki eden faktörler şunlardır:
Reaktif veya ürünlerin reaksiyon kabına ilave edilmesi yada çıkarılması(Derişim)
Hacim veya Basıncın etkisi
Sıcaklığın etkisi
Katalizörün etkisi
Kimyasal dengeye etki eden faktörler üzerine geniş çaplı çalışmayı Henri-Louis Le Chatelier yapmıştır.Kendi ismiyle anılan Le-Chatelier prensibine göre;
Eğer dengede olan bir sisteme sıcaklık,basınç ve derişimin değiştirilmesi ile bir etki yapılırsa, reaksiyon o etkiyi azaltacak yönde reaksiyon vererek (tepki göstererek) tekrar dengeye ulaşır.
Şimdi dengeye etki eden bu faktörleri tek tek ele alalım;
1-) Derişimin (Konsantrasyonun) Etkisi
Denge halindeki bir sisteme reaktif veya ürünlerden biri ilave edilirse o maddelerin derişimi artar.Denge bu maddeyi ve etkisini azaltacak yönde sağa yada sola kayar.Madde ilavesi reaksiyon denkleminin hangi tarafına yapılmış ise o tarafın hızı artar.Ancak bir süre sonra ileri ve geri yöndeki reaksiyon hızları eşitlenerek yeni denge kurulur.Bununla birlikte derişim değişikliğinin denge sabitinin sayısal değerine etkisi yoktur .
Kısacası;
Eğer bir bileşen (reaktif veya ürün) dengedeki bir sistemden çıkarılırsa denge, etkiyi azaltacak yönde (sağa yada sola) kayar ve reaksiyondan çıkarılan bileşenden daha çok üretmeye başlar.Sistem tekrar dengeye ulaşıncaya kadar bu işlem devam eder.
Eğer bir bileşen (reaktif veya ürün) dengedeki bir sisteme ilave edilirse denge, etkiyi azaltacak yönde (sağa yada sola) kayar ve reaksiyona eklenen bileşenden daha çok tüketmeye başlar.Sistem tekrar dengeye ulaşıncaya kadar bu işlem devam eder.
Derişimin etkisini aşağıdaki reaksiyonda inceleyelim:
N2(g) + 3H2(g) çè 2NH3
Dengede olan bu sisteme H2 eklersek ne olur?
Grafikten de anlaşılacağı gibi H2 eklenene kadarki derişimler eşit olduğundan sistem dengededir.
Sisteme H2 ilave ettiğimizde sistem eklenen H2 nin bir kısmını tüketip NH3 üretecektir.İleri yöndeki reaksiyon hızlanacaktır.
Sistem tekrar dengeye ulaştıktan sonraki derişimleri karşılaştırıp grafiğe göre yorumlayalım.
H2: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha fazla olur.Çünkü H2 nin tamamı değil sadece bir kısmı NH3 üretmek üzere kullanılıyor.
N2: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha az olur.Çünkü H2 eklendikten sonra H2 ile birlikte NH3 oluşturmak üzere bir miktar da N2 kullanılacaktır.(Fakat sisteme H2 değil de N2 eklenseydi N2 nin bir kısmı kullanılacağından tekrar dengeye ulaştıktan sonraki derişimi fazla olurdu.)
NH3: Dengeye ulaştıktan sonraki derişimi daha az olur.Çünkü H2 eklendikten sonra sistem NH3 üretiyor.
Derişimin etkisindeki bir reaksiyonun reaksiyon hızı-zaman grafiği aşağıdaki gibi olur.
Kimyasal dengedeki bir siteme reaktif ekleniyor.
2-) Basınç ve Hacmin Etkisi
Basınç veya hacim sadece gaz reaksiyonlarında etkilidir.Bir gaz reaksiyonundaki reaksiyon kabının hacmini değiştirince(basıncı değiştirince) sistemdeki tüm maddelerin derişimleri değişecektir.Örnek olarak aşağıdaki reaksiyonu ele alalım:
N2(g) + 3H2(g) çè 2NH3
Bu reaksiyonun hacmini yarıya indirelim.Bu durumda basıncın iki katına çıkması gerekir.Ancak Le Chatelier prensibi gereğince sistem basıncı azaltacak yönde tepki gösterir ve tekrar dengeye gelmek ister.Bu da ancak sistemin sağa doğru kaymasına yani NH3 üretmesiyle mümkündür.Reaksiyon yeniden dengeye geldiğinde NH3 ün mol sayısı artmış,N2 ve H2 nin mol sayıları ise azalmıştır.Toplam mol sayısındaki bu azalma basıncın 2 kattan daha küçük olması sonucunu doğurur.Böylece sistemin hacminin küçülmesi,daha çok ürün oluşmasına neden olur.Basıncın denge sabitinin sayısal değerine etkisi yoktur.Kaynakwh:
Genel olarak basınç veya hacmin etkisini ele alırsak;
Bir gaz dengesinde hacmin küçültülmesi,dengenin daha az mol sayısı içeren gazlar tarafına kaymasına neden olur.Hacmin artması ise dengenin daha fazla mol sayısı içeren gazlar tarafına kaymasını sağlar.
Yukarıdaki ifadelerden çıkarılabileceği gibi reaktif ve ürün mol sayıları eşit olan reaksiyonlarda basıncın etkisi yoktur.Bu ifadeye örnek bir reaksiyon;
N2(g) + O2(g) çè2NO(g)
yazılabilir.Görüldüğü gibi ürünlerde 2 mol girenlerde de 2 mol madde vardır.
Reaksiyon kabın,reaksiyona katılmayan bir gaz ilave edilirse,kapta toplam basınç artmakla beraber,reaktif ve ürün gazlarının kısmi basınçları değişmeyeceğinden denge de değişmez..
Aşağıdaki tabloda bazı reaksiyonlarda hacmin(basıncın) etkisi gösterilmiştir:
Sistem
Hacim Artışı
(Basınç Azalması)Kaynakwh:
Hacim Azalması
(Basınç Artışı)
1. N2O4(g) çè2NO2(g)
2. SO2 + 1/2O2(g) çèSO3(g)
3. N2(g) + O2(g) çè2NO(g)
