Le Chatelier prensibi veya ‘denge kanunu’:
Dengedeki bir sisteme dışarıdan bir etkide bulunulduğunda, sistem bu etkiyi
azaltıcı yönde yeni bir denge hali oluşturur.
Denge halindeki herhangi bir sistemin konsantrasyonu, sıcaklığı veya basıncı
değiştirildiğinde, sistem kendini yeniden ayarlayarak yeni bir denge hali
oluşturur.
Kimyasal Reaksiyonlarda
Denge
Kapalı kaplarda gerçekleşen bazı reaksiyonlarda reaktantların
(reaksiyona girenler) tamamı ürünlere dönüşmez. Kimyasal reaksiyonlarda birim
zamanda reaksiyona girenlerin ürünlere, ürünlerin de reaktantlara dönüşüm
hızının eşit olduğu duruma kimyasal denge denir.
Bir kimyasal reaksiyonda, reaktantların tamamının ürünlere
dönüşmesi halinde reaksiyon tek yönlüdür ve denge oluşmaz:
X + Y → Z + T
X ve Y maddelerinden, Z maddesinin oluştuğu aşağıdaki reaksiyonda,
öyle bir an gelir ki ileri yönde olan reaksiyon hızı ile geri yönde olan reaksiyon
hızı eşit olur. İşte bu an kimyasal dengenin sağlandığı andır, artık konsantrasyonlar
değişmez, çünkü reaksiyonlar her iki yönde de aynı hızda gerçekleşir.
X + Y ⇔ Z
Denge anında sıcaklık sabittir. İleri ve geri yöndeki reaksiyonların
hızları birbirine eşittir. Gözlenebilir değişimler artık durmuştur.
Gözlemlenemeyecek derecede küçük değişimler çift taraflı gerçekleşir. Ürünlerin
ve girenlerin konsantrasyonu sabitlenmiştir.
Denge sabiti (Kp), denge durumundaki ürün ve reaktantların
konsantrasyonlarının oranlarını kısmi basınç cinsinden gösterir.
Denge Sabiti K: Dengeye
ulaşmış bir kimyasal reaksiyonda ürünlerin konsantrasyonu veya kısmi
basınçlarının çarpımının, reaktiflerin konsantrasyonu veya kısmi basınçlarının
çarpımına oranlanmasıyla bulunan sabittir. Denge sabiti konsantrasyonlar
cinsinden yazılmışsa Kd, kısmi basınçlar cinsinden yazılmışsa Kp
olarak ifade edilir.
xA(g) + yB(g) ⇔
zC(g)
reaksiyonu için
denge sabitini ifade edelim.
Kd = [C]z / ([A]x.[B]y)
Kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti Kp de aynı
mantıkla ifade edilir; (Ürünlerin kısmi basınçlarının çarpımı) / (reaktantların
basınçlarının çarpımı).
Kd ile Kp arasında bir bağıntı
kurabilir. Bu bağıntı sayesinde birinden ötekisine geçiş yapılabilir.
Kp = Kd.(R.T)Δn
R: gaz sabiti (= 0,082), T: mutlak sıcaklık (K), Δn: mol
farkıdır.
(Not: Sıvı ve katıların denge konsantrasyonları reaksiyon
süresince değişmediğinden denge bağıntısına alınmazlar. Denge bağıntısına
gazlar ve çözelti halindeki iyonlar alınır.)
Dengeyi Etkileyen
Faktörler: La Chatalier ilkesine göre denge halindeki bir reaksiyona
dışarıdan etki yapılarak dengesi bozulacak olursa, tekrar dengeye girebilmek
için etkiye karşı tepki gösterir. Dengeyi etkileyen faktörler konsantrasyon,
hacim, basınç, sıcaklık ve katalizördür.
Konsantrasyon: Dengedeki
reaksiyonda, reaksiyona girenlerin konsantrasyonu arttırıldığında denge
ürünlere, ürünlerin konsantrasyonu arttırıldığında denge girenlere doğru kayar.
Bunu basitçe şöyle düşünebilirsiniz: aynı sıcaklık altında belli bir Kd
sabiti değeri olduğundan, reaksiyon konsantrasyonun azaldığı yöne ilerleyerek
tekrar aynı sabit elde edilecek şekle gelir.
Basınç ve Hacim: Dengedeki reaksiyonlarda basınç
artışı veya hacim azalması, dengeyi mol sayısı düşük olan tarafa kaydırır.
Tersi durumda ise diğer tarafa kaydırır. Denge bağıntısına alınan maddelerin
mol sayıları birbirine eşitse basınç ve hacim değişimleri dengeye ve denge
sabitine etki etmez. Basıncın artışı ile hacmin azalışı da aynı ilke ile
çalışır.
Sıcaklık: Sıcaklık artışı endotermik reaksiyonlarda
dengeyi ürünlere doğru, ekzotermik reaksiyonlarda ise dengeyi girdilere doğru
kaydırır. Sıcaklık artışı endotermik reaksiyonlarda denge sabitini arttırırken
ekzotermik reaksiyonlarda azaltır.
Katalizör: Katalizör ileri ve geri reaksiyonun hızını
eşit oranda arttırdığından dengeyi ve denge sabitini etkilemez. Ancak katalizör
sayesinde reaksiyon daha kısa sürede dengeye ulaşır.
http://webders.net/kimyasal-denge-ders-19-312p1.html
26 Ağustos 2019
GERİ
(yasalar)
GERİ (astrofizik)
GERİ (reaksiyon
kinetiği ve denge)
