kimyasal tepkimelerde denge

Kimyasal Tepkimelerde Denge-2

Kimyasal denge, iki yönlü bir reaksiyonda; ürünlerin meydana geliş hızının, ürünlerden tekrar reaksiyona girenlerin meydana geliş hızına eşit olduğu hal. Böyle denklemlerde reaksiyonun her iki tarafa olabileceğini göstemek için çift olarak ok kullanılır. Genel olarak şöyle göstermek mümkündür:

urada A ve B reaksiyona giren başlangıç maddeleri, C ve D ise meydana gelen ürünlerdir. A ve B'nin reaksiyona girme hızı, konsantrasyonlarına (derişimlerine), sıcaklığa ve katalizör mevcudiyetine bağlıdır. Reaksiyon ilerledikçe, A ve B'nin konsantrasyonları ve reaksiyon hızları azalır. C ve D nin konsantrasyonları ve bunların reaksiyona girme hızları da artar. Neticede A ve B'nin reaksiyon hızı, C ve D'nin reaksiyon hızına eşit olur ve eşit hızlarda kesiksiz olarak devam eden reaksiyonlar arasında dinamik bir denge kurulur. Bu, onların konsantrasyonlarının eşit olduğu manasına gelmez. Fakat A, B, C ve D'nin konsantrasyonlarının sabit kalması demektir. Sıcaklık ve basıncın denge üzerinde etkisi vardır. Bunlardan birini veya maddelerden birinin konsantrasyonunun değiştirilmesi halinde, denge sağa veya sola meylederek değişir ve yeni konsantrasyon değerleri meydana gelir.

Reaksiyonların bir çoğu iki yönlüdür. Endüstride, istenen ürünlerin lehine reaksiyonu yönlendirmek esastır.

Sıcaklığın artması genellikle her reaksiyonun hızını artırır. Fakat istenen reaksiyonun hızının, ters reaksiyona oranla en yüksek olduğu optimum bir sıcaklık vardır. Eğer gazlar söz konusu ise, basınç değişimi dengeye etki eder. Ürünlerden birinin ortamdan alınması reaksiyonun tamamlanmasına imkân hazırlar.

Çift yönlü cereyan eden tepkimeler için geçerlidir. bazı tepkimelerde oluşan ürünler tekrar girenlere dönüşebilmektedir. Öyle bir an gelirki ileri tepkimenin hızı geri tepkimenin hızına eşit hale gelir. tam bu anda denge kurulmuş demektir. V_(ileri)=V_(geri)

Kd= [ürünler]/[girenler] olarak yazılır katılar ve sıvılar denge bağıntısına alınmazlar çünkü onların molaritesi sabittir.

Bazı reaksiyonlar için denge sabitini yazalım.
2SO₂ + O₂ <----->2SO₃     için Kd= [SO₃]²/ [SO₂]² [O₂]

 

DENGEYE ETKİ EDEN FAKTÖRLER (LE CHATELİER PRENSİBİ)

Dengedeki bir sisteme dışarıdan herhangi bir etki yapıldığında sitem o etkiyi yok edecek şekilde tepki gösterir.

Örneğin girenlerin derişimi artırılsa sistem bundan rahatsız olur ve hemen o fazlalığı harcamak ister denge sag tarafa kayar . ürünler ortamdan uzaklaşsa sistem hemen ürünleri üretmek ister ve denge yine sağ tarafa kayar , ürünlerin derişimi artırılırsa denge girenler lehine kayar.

A  +  B <----->  C  + D + ısı

1. Tepkime dengede iken kaba A  gazı eklemek hangi değişikliklere yol açar.

               Reaksiyon sağa doğru kayar. Isı artar ise dengenin yönü sola doğrudur.       

1. C ve D artar 

2. B azalır

3. A artar 

A  +  B + ısı <------->  C  + D 

tepkimesinde ısıyı artırmak dengenin yönünü sağ tarafa çevirir denge sabitinin değeri büyür. Denge sabitini sadece sıcaklık değiştirir. Endotermik tepkimelerde sıcaklık artar ise kd artar ekzotermik tepkimlerde sıcaklık artar ise Kd düşer.

2. Basınç - Hacim
Basıncın artması hacmin azalması demektir. Basınç artarsa reaksiyon mol sayısı fazla olan taraftan az olan tarafa kayar. Mol sayısı eşit olan reaksiyonlarda basınç - hacim değişiminin dengeye etkisi olmaz.

3. Sıcaklık

Sıcaklık k sabitini değiştirir. Denge sabitleri yalnızca sıcaklıkla değişir. Denge tepkimelerinde ısı tıpkı bir madde gibi düşünülmelidir. Ekzotermik reaksiyonlarda ısı sağ tarafa yazıldığından sıcaklık arttırılınca reaksiyon sola kayar. K sabiti küçülür. Endotermik reaksiyonlarda ısı sol tarafa yazıldığından sıcaklık arttırıldığında reaksiyon sağa kayar. K sabiti büyür.

Not 1 : Dengedeki bir tepkimeye katalizör kullanılması dengeyi etkilemez. Ancak dengeye ulaşmamış reaksiyonlarda katalizör kullanılması, dengeye ulaşma hızını arttırır.

Not 2 : Dengedeki bir reaksiyona, reaksiyona girmeyen herhangi bir madde eklemek dengeyi etkilemez.

DENGENİN YÖNÜNÜ TESPİT ETMEK
Herhangi bir anda reaksiyonun dengede olup olmadığının incelenmesi olayıdır. Herhangi bir andaki bulunan derişimler denge ifadesinde yerine yazılır. Bulunan değer Kd’ye eşit çıkarsa sistem dengededir. Bulunan değer Kd’den büyükse reaksiyon sola doğru gidiyor, bulunan değer Kd’den küçükse reaksiyon ürünler yönüne (sağa doğru) gidiyor demektir.