11. Sınıf Kimya MEB Sayfa 139-143 Cevapları – Denge Sabiti Etkinliği

11. Sınıf Kimya Ders Kitabı 139-143. sayfa cevapları, “Denge Sabiti İfadesinin Yazılması” konusunu ve 2.5. Etkinlik çalışmalarını kapsamaktadır. Grafiklerdeki denge derişimleri kullanılarak bütün oranlar hesaplanmış, homojen ve heterojen tepkimelerin denge sabiti ifadeleri açıklanmıştır.

11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 139 Cevapları

Konuya Başlarken – Denge Sabiti İfadesinin Yazılması

Soru: Ozon ve oksijen gazlarının denge anında madde derişimlerinin sabit olmasının canlılar için önemi nedir? Kısa Cevap: Ozon miktarının korunması, zararlı ultraviyole ışınlarının önemli bölümünün tutulmasına yardımcı olur. Böylece canlıların hücreleri ve kalıtsal yapıları korunur.

Soru: Denge tepkimelerinde derişimler arasında belirli bir örüntü var mıdır? Kısa Cevap: Evet. Sabit sıcaklıkta, denge derişimlerinin tepkime katsayılarına uygun kuvvetleriyle oluşturulan ürünler/tepkenler oranı sabittir. Bu değer Kc ile gösterilir.

Soru: Kimyasal denge tepkimelerinde matematiksel model ile genelleme yapılabilir mi? Kısa Cevap: Evet. Gaz veya sulu çözelti türleri için aA + bB ⇌ cC + dD tepkimesinin modeli Kc = ([C]c · [D]d) / ([A]a · [B]b) şeklindedir. Saf katılar ve saf sıvılar ifadeye yazılmaz.

2.5. Etkinlik – Denge Sabiti

Soru 1: Tepkimelerin hız sabitleri ile denge sabiti değeri arasındaki örüntüyü belirleyerek matematiksel model oluşturunuz. Modeli aşağıdaki boşluğa yazınız. Kısa Cevap: Verilen tepkimelerde denge sabiti, ileri hız sabitinin geri hız sabitine oranıdır: Kc = ki / kg. Çözüm: Birinci tepkime: (2 · 10−4) / (5 · 10−2) = 4 · 10−3. İkinci tepkime: (4,2 · 10−1) / (7 · 10−2) = 6. Üçüncü tepkime: (5,4 · 10−4) / (2 · 10−2) = 2,7 · 10−2.

11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 140 Cevapları

2. N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) Tepkimesinin Denge Sabiti

Soru 2 a: Denge anını tespit ediniz ve grafikler üzerinde gösteriniz. Denge anını tespit etmek için hangi ölçütü kullandığınızı yazınız. Kısa Cevap: Üç grafikte de denge anı t ile gösterilen zamandır. Ölçüt, bütün maddelerin derişimlerinin değişmeyi bırakıp sabit kalmasıdır. Açıklama: Denge, eğrilerin kesişmesiyle değil, yataylaşmasıyla belirlenir.

Soru 2 b: N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) tepkimesi için grafiğe göre maddelerin denge derişimlerini yazınız. Denge derişimlerini kullanarak tabloda belirtilen oranları hesaplayıp ilgili boşluğa yazınız. Kısa Cevap: Üç grafikte de ikinci oran 0,004 bulunur ve Kc değerine eşittir. Tablonun bütün alanları aşağıdaki gibi tamamlanır.

• I. Grafik: [N₂O₄] = 0,10 mol/L; [NO₂] = 0,02 mol/L. Birinci oran: 0,02 / 0,10 = 0,20. İkinci oran: (0,02)² / 0,10 = 0,004. Kc = 4 · 10−3.
• II. Grafik: [N₂O₄] = 0,90 mol/L; [NO₂] = 0,06 mol/L. Birinci oran: 0,06 / 0,90 = 0,0667 yaklaşık. İkinci oran: (0,06)² / 0,90 = 0,004. Kc = 4 · 10−3.
• III. Grafik: [N₂O₄] = 0,40 mol/L; [NO₂] = 0,04 mol/L. Birinci oran: 0,04 / 0,40 = 0,10. İkinci oran: (0,04)² / 0,40 = 0,004. Kc = 4 · 10−3.

Soru 2 c: 1 ve 2. denge derişimi oranlarını inceleyiniz. Hesapladığınız oranlardan hangisinin denge sabitine eşit olduğunu belirleyiniz. Belirlediğiniz oranı aşağıdaki boşluğa yazınız. Kısa Cevap: İkinci oran denge sabitine eşittir: [NO₂]² / [N₂O₄] = 0,004.

Soru 2 ç: Tablodaki verilerden yararlanarak N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) tepkimesi için denge derişimleri ile denge sabiti değeri arasındaki örüntüyü belirleyiniz. Belirlediğiniz örüntüyü açıklayınız. Kısa Cevap: Başlangıç durumları ve denge derişimleri farklı olsa da NO₂ derişiminin karesinin N₂O₄ derişimine oranı aynı sıcaklıkta değişmez.

Soru 2 d: Belirlediğiniz örüntüyü matematiksel modelle ifade ederek modeli aşağıdaki boşluğa yazınız. Kısa Cevap: Kc = [NO₂]² / [N₂O₄] = 4 · 10−3.

11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 141 Cevapları

3. 2NO(g) + O₂(g) ⇌ 2NO₂(g) Tepkimesinin Denge Sabiti

Soru 3 a: Denge anını tespit ediniz ve grafikler üzerinde gösteriniz. Denge anını tespit etmek için hangi ölçütü kullandığınızı yazınız. Kısa Cevap: Her üç grafikte denge t anında kurulur. Bu andan itibaren NO, O₂ ve NO₂ derişimleri sabittir.

Soru 3 b: 2NO(g) + O₂(g) ⇌ 2NO₂(g) tepkimesi için grafiğe göre maddelerin denge derişimlerini yazınız. Denge derişimlerini kullanarak tabloda belirtilen oranları hesaplayıp ilgili boşluğa yazınız. Kısa Cevap: Birinci oranlar sırasıyla 1, 2 ve 1; ikinci oranlar ise bütün grafiklerde 6 olur.

• I. Grafik: [NO] = 1; [O₂] = 6; [NO₂] = 6 mol/L. Birinci oran: 6 / (1 · 6) = 1. İkinci oran: 6² / (1² · 6) = 6. Kc = 6.
• II. Grafik: [NO] = 3; [O₂] = 1,5; [NO₂] = 9 mol/L. Birinci oran: 9 / (3 · 1,5) = 2. İkinci oran: 9² / (3² · 1,5) = 6. Kc = 6.
• III. Grafik: [NO] = 0,2; [O₂] = 6; [NO₂] = 1,2 mol/L. Birinci oran: 1,2 / (0,2 · 6) = 1. İkinci oran: (1,2)² / ((0,2)² · 6) = 6. Kc = 6.

Soru 3 c: 1 ve 2. denge derişimi oranlarını inceleyiniz. Hesapladığınız oranlardan hangisinin denge sabitine eşit olduğunu belirleyiniz. Belirlediğiniz oranı aşağıdaki boşluğa yazınız. Kısa Cevap: Denge sabitine eşit olan ikinci orandır: [NO₂]² / ([NO]² · [O₂]) = 6.

Soru 3 ç: Tablodaki verilerden yararlanarak 2NO(g) + O₂(g) ⇌ 2NO₂(g) tepkimesi için denge derişimleri ile denge sabiti değeri arasındaki örüntüyü belirleyiniz. Belirlediğiniz örüntüyü açıklayınız. Kısa Cevap: NO₂ derişiminin karesi, NO derişiminin karesi ile O₂ derişiminin çarpımına bölündüğünde her üç durumda da aynı değer elde edilir. Üsler, tepkime denklemindeki katsayılardır.

Soru 3 d: Belirlediğiniz örüntüyü matematiksel modelle ifade ederek modeli aşağıdaki boşluğa yazınız. Kısa Cevap: Kc = [NO₂]² / ([NO]² · [O₂]) = 6.

11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 142 Cevapları

4. Sb₂S₃(k) + 3H₂(g) ⇌ 2Sb(k) + 3H₂S(g) Tepkimesi

Soru 4 a: Denge anını tespit ediniz ve grafikler üzerinde gösteriniz. Denge anını tespit etmek için hangi ölçütü kullandığınızı yazınız. Kısa Cevap: Denge anı üç grafikte de t noktasıdır. H₂ ve H₂S derişimlerinin bu andan sonra sabit kalması ölçüt olarak kullanılır.

Soru 4 b: Sb₂S₃(k) + 3H₂(g) ⇌ 2Sb(k) + 3H₂S(g) tepkimesi için grafiğe göre maddelerin denge derişimlerini yazınız. Denge derişimlerini kullanarak tabloda belirtilen oranları hesaplayıp ilgili boşluğa yazınız. Kısa Cevap: Bütün grafiklerde birinci oran 0,30, ikinci oran 0,027 bulunur. Saf katılar oranlara yazılmaz.

• I. Grafik: [H₂] = 3,0 mol/L; [H₂S] = 0,9 mol/L. Birinci oran: 0,9 / 3,0 = 0,30. İkinci oran: (0,9)³ / (3,0)³ = 0,027. Kc = 2,7 · 10−2.
• II. Grafik: [H₂] = 2,0 mol/L; [H₂S] = 0,6 mol/L. Birinci oran: 0,6 / 2,0 = 0,30. İkinci oran: (0,6)³ / (2,0)³ = 0,027. Kc = 2,7 · 10−2.
• III. Grafik: [H₂] = 4,0 mol/L; [H₂S] = 1,2 mol/L. Birinci oran: 1,2 / 4,0 = 0,30. İkinci oran: (1,2)³ / (4,0)³ = 0,027. Kc = 2,7 · 10−2.

Soru 4 c: 1 ve 2. denge derişimi oranlarını inceleyiniz. Bu oranlardan hangisinin denge sabitine eşit olduğunu belirleyiniz. Belirlediğiniz oranı aşağıdaki boşluğa yazınız. Kısa Cevap: İkinci oran Kc değerine eşittir: [H₂S]³ / [H₂]³ = 0,027. Açıklama: Birinci oran da bu örnekte sabittir; ancak verilen tepkimenin denge sabiti 0,30 değil, bu oranın küpü olan 0,027’dir.

Soru 4 ç: Tablodaki verilerden yararlanarak Sb₂S₃(k) + 3H₂(g) ⇌ 2Sb(k) + 3H₂S(g) tepkimesi için denge derişimleri ile denge sabiti değeri arasındaki örüntüyü belirleyiniz. Belirlediğiniz örüntüyü açıklayınız. Kısa Cevap: H₂S ve H₂ derişimlerinin küpleri oranlandığında aynı sıcaklıkta 0,027 elde edilir. Saf katı olan Sb₂S₃ ve Sb denge sabiti ifadesinde yer almaz.

Soru 4 d: Belirlediğiniz örüntüyü matematiksel modelle ifade ederek modeli aşağıdaki boşluğa yazınız. Kısa Cevap: Kc = [H₂S]³ / [H₂]³ = 2,7 · 10−2.

11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 143 Cevapları

5. Denge Sabiti Modellerinin Genellenmesi

Soru 5: 2, 3 ve 4. adımlarda oluşturduğunuz matematiksel modelleri genelleyiniz ve tablodaki tepkimelerin denge sabiti modelini ilgili boşluğa yazınız. Kısa Cevap: Ürünlerin denge derişimleri paya, tepkenlerinki paydaya yazılır. Katsayılar üs olarak kullanılır; saf katılar ve saf sıvılar ifadeye alınmaz.

• N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g): Kc = [NH₃]² / ([N₂] · [H₂]³) = (0,001)² / (0,04 · (0,05)³) = 0,20.
• CO(g) + Cl₂(g) ⇌ COCl₂(g): Kc = [COCl₂] / ([CO] · [Cl₂]) = 0,12 / (0,012 · 0,05) = 200.
• Ag⁺(suda) + Fe²⁺(suda) ⇌ Ag(k) + Fe³⁺(suda): Kc = [Fe³⁺] / ([Ag⁺] · [Fe²⁺]) = 0,18 / (0,30 · 0,24) = 2,5. Ag saf katı olduğu için yazılmaz.
• C(k) + CO₂(g) ⇌ 2CO(g): Kc = [CO]² / [CO₂] = (0,8)² / 1 = 0,64. C saf katı olduğundan ifadede bulunmaz.

6. Modellerin Karşılaştırılması

Soru 6 a: Verilen denge sabiti ifadesini 5. adımdaki denge sabiti modeliniz ile karşılaştırarak modellerinizdeki benzerlikleri ve farklılıkları tablodaki ilgili boşluğa yazınız. Kısa Cevap: Yukarıda oluşturulan dört model de kitaptaki bilimsel ifadelerle aynıdır. Tabloya aşağıdaki karşılaştırmalar yazılabilir.

• N₂ ve H₂ tepkimesi: Modelimiz [NH₃]² / ([N₂] · [H₂]³) şeklindedir. NH₃ için 2, H₂ için 3 üssü kullanılması bakımından bilimsel modelle aynıdır; farklılık yoktur.
• CO ve Cl₂ tepkimesi: Modelimiz [COCl₂] / ([CO] · [Cl₂]) şeklindedir. Ürün payda değil paydağın üst kısmında, yani payda; değil, payda CO ve Cl₂, payda üstünde COCl₂ olacak biçimde yazılır.
• Ag⁺ ve Fe²⁺ tepkimesi: Modelimiz [Fe³⁺] / ([Ag⁺] · [Fe²⁺]) şeklindedir. Ag katısının dışarıda bırakılması bakımından bilimsel modelle aynıdır; farklılık yoktur.
• C ve CO₂ tepkimesi: Modelimiz [CO]² / [CO₂] şeklindedir. CO derişiminin karesinin alınması ve C katısının yazılmaması bakımından bilimsel modelle aynıdır; farklılık yoktur.

Soru 6 b: Denge sabiti modeliniz ile bilimsel model arasında farklılıklar var ise bu farklılıkların nedenlerini açıklayınız. Kısa Cevap: Hazırladığımız modellerde farklılık yoktur. Farklı sonuçlar; katsayıların üs olarak kullanılmaması, ürün ve tepkenlerin yerlerinin karıştırılması veya saf katıların ifadeye eklenmesi nedeniyle oluşabilir.

Değerlendirme

Soru: Homojen ve heterojen tepkimelerde denge sabiti ifadesinin matematiksel olarak modellenmesini açıklayınız. Kısa Cevap: Denge sabiti, ürünlerin denge derişimleri çarpımının tepkenlerinkine oranıdır; her derişimin üssü tepkime katsayısıdır. Gazlar ve suda çözünmüş türler yazılır, saf katılar ve saf sıvılar yazılmaz. Açıklama: Homojen gaz tepkimelerinde bütün gaz türleri modele katılır. Heterojen tepkimelerde ise saf katı ve saf sıvıların katkısı sabitin içinde değerlendirildiğinden bu maddeler ifadede gösterilmez.