Kimyasal denge bir tepkimenin ilerlemesinin durduğu noktadır; ürünler ve reaktanlar arasında miktar değişimi olmaz.
Denge sabiti Kc, [ürünler] ^ katsayı / [reaktanlar] ^ katsayı şeklinde hesaplanır.
Örnek: N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 için Kc = [NH3]2 / ([N2][H2]3).
Le Chatelier ilkesi ile sıcaklık, basınç ve konsantrasyon değişiklikleri dengeyi kaydırır.
- Sıcaklığı artırma ekzotermik tepkimeleri ürün yönüne, endotermik tepkimeleri reaktan yönüne iter.
- Gazlı tepkimelerde basıncı artırma, daha az molar hacme sahip tarafı tercih eder.
- Katı veya sıvı maddelerin konsantrasyonu dengeye etki etmez.
Kimyasal hesaplamalar için öncelikle Kc değerini bulun, ardından bilinen konsantrasyonları denge denkleminde yerine koyarak bilinmeyeni çözün.
Sık karşılaşılan soru tipi: İlk başlangıç konsantrasyonları verilir, tepkime %x kadar ilerlerse Kc nedir? Bu durumda x ile değişimleri ifade edin ve denge ifadesini kurun.
Örnek: 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3, başlangıçta [SO2] = 0.5 M, [O2] = 0.2 M, [SO3] = 0 M. Tepkime %40 ilerlediğinde:
- SO2 azalma: Δ[SO2] = -2·0.4·0.5 = -0.4 M
- O2 azalma: Δ[O2] = -0.2 M
- SO3 artış: Δ[SO3] = +0.4 M
Denge konsantrasyonları: [SO2] = 0.1 M, [O2] = 0 M, [SO3] = 0.4 M
Kc = [SO3]2 / ([SO2]2[O2]) = (0.4)2 / (0.1)2·0 = ∞ (dengede O2 tükeniyor, gerçekte sıfıra yaklaşır).
Kimyasal Tepkimelerde Denge
Özet: Geri tepkimeli sistemlerde ileri ve geri hızlar eşitlendiğinde kimyasal denge oluşur. Denge bozulduğunda sistem Le Chatelier ilkesine göre yeni dengeye yönelir.
Hızlı Çözüm
Denge sorularında değiştirilen etkeni bul: derişim, basınç ya da sıcaklık. Sistem yapılan etkiyi azaltacak yöne kayar; yorumları bu mantıkla kur.
Kolay Çözüm
Madde eklenirse onu harcayan yöne, madde çekilirse onu oluşturan yöne kayma beklenir. Basınç artışı gaz mol sayısı az olan tarafı destekler.
Örnek Soru
Dengedeki bir sisteme ürün eklenirse denge hangi yöne kayar?
Çözüm: Eklenen ürünü azaltmak için girenler yönüne kayar.
Yaygın Hatalar
- Dengeyi tepkimenin durması sanmak
- Basınç etkisini gaz mol sayısından bağımsız yorumlamak
- Sıcaklık değişimini sadece miktar etkisi gibi düşünmek