KİMYASAL TEPKİMELERDE DENGE KİMYASAL DENGE 1* Ürün ve reaktiflerin derişim oranlarının sabit kalmasıdır. 2* Sabit sıcaklıkta kapalı kapta; A+B ⇌ C+D tepkimesini inceleyelim: Kaba önce bir miktar A ve B koyalım. Zamanla A ve B’nin reaksiyona girmesinden dolayı miktarı azalacak, C ve D’nin miktarı artacaktır. Oluşan C ve D reaksiyona girip tekrar A ve B oluşacaktır. 3* Bir müddet sonra A ve B’den C ve D oluşma hızı ile C ve D’den A ve B oluşma hızı eşit olur. Bu duruma denge durumu denir. 4* Denge anında maddelerin konsantrasyonu değişmemekle birlikte her iki yönde reaksiyon eşit hızda sürmektedir (Dinamik denge). Denge tepkimelerinin çift okla gösterilmesinin sebebi budur. 5* Kimyasal denge iki yönlü tepkimelerde söz konusudur. 6* İki yönlü tepkimelere tersinir tepkime, reversibl tepkime, çift yönlü tepkime de denir. 7* Tek yönlü tepkimeler ise geriye dönmeyen tepkime, tersinmez tepkime, irreversibl tepkime adlarıyla da biliniyordu.
KİMYASAL DENGE SABİTİ (K) 1
8* Sabit sıcaklıkta denge durumunda; ileri yöndeki reaksiyonun hız sabitinin geri yöndeki reaksiyonun hız sabitine oranı sabittir. K ile belirtilir. 9* Molar derişimler cinsinden denge sabiti ve kısmi basınç cinsinden denge sabiti olmak üzere iki çeşit K vardır.
DERİŞİM CİNSİNDEN KİMYASAL DENGE SABİTİ (Kc) 10* 11*
Molar derişimler cinsinden denge sabiti Kc ile gösterilir. K denildiğinde de Kc anlaşılmalıdır.
KISMİ BASINÇ CİNSİNDEN KİMYASAL DENGE SABİTİ (KP) 12*
Kısmi basınç cinsinden denge sabiti ise KP ile gösterilir.
KİMYASAL DENGEDE DENGE BAĞINTISININ MOLAR DERİŞİMLER KULLANILARAK YAZILIŞI 13* 2A(g) + B(g) ⇌ C(g) + 2D(g) reaksiyonu için molar derişim cinsinden denge ifadesi; [D]2 [C]’nin, [A]2 [B]’ye bölümünün Kc’ye eşitlenmesiyle elde edilir. 14* Bir kimyasal reaksiyon sonucu oluşan gaz ve sulu çözeltilerin molar konsantrasyonları çarpımının (kat sayıların molar derişime üs olarak yazılması kaydıyla), reaksiyona giren gaz ve sulu çözeltilerin molar konsantrasyonları çarpımına (kat sayıların molar derişime üs olarak yazılması kaydıyla) bölünmesiyle çıkan sayısal değer, denge sabitine (Kc) eşittir. 15* Denge sabiti hız sabitlerinden yola çıkılarak 2
bulunduğundan katı ve sıvı fazdaki maddeler denge bağıntısında yer almaz, gaz fazındaki ve suda çözünmüş durumdaki maddeler yazılır.
KİMYASAL DENGEDE DENGE BAĞINTISININ KISMİ BASINÇLAR KULLANILARAK YAZILIŞI 16* 2A(g) + B(g) ⇌ C(g) + 2D(g) reaksiyonu için kısmi basınç cinsinden denge ifadesi; PD2 PC’nin, PA2 PB’ye bölümünün KP’ye eşitlenmesiyle elde edilir. 17* Bir kimyasal reaksiyon sonucu oluşan gazların kısmi basınçları çarpımının (kat sayıların kısmi basınca üs olarak yazılması kaydıyla), reaksiyona giren gazların kısmi basınçları çarpımına (kat sayıların kısmi basınca üs olarak yazılması kaydıyla) bölümü, KP denge sabitine eşittir.
KISMİ BASINÇLAR CİNSİNDEN DENGE SABİTİ (KP) İLE DERİŞİM CİNSİNDEN DENGE SABİTİ (Kc) İLİŞKİSİ 18* Gaz fazında gerçekleşen kimyasal reaksiyonlarda kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti ile derişim cinsinden denge sabiti ilişkisini belirten bağıntı şu şekildedir: KP = Kc (RT)Δn 19* Bağıntı şöyle de yazılır: Kc = KP / (RT)Δn 20* T = Mutlak sıcaklık (K) 21* R = İdeal gaz sabiti 22* Δn = Gaz fazındaki ve çözelti hâlindeki ürünlerin kat sayıları toplamı – Gaz fazındaki ve çözelti hâlindeki girenlerin kat sayıları toplamı
GAZLARIN KISMİ BASINÇLAR CİNSİNDEN DENGE SABİTİ (KP) DEĞERLERİ TABLOLARI 3
23* Gazların kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (KP) değerlerinin yazıldığı tablolar atm’ye göre ayarlanmıştır. 24* Farklı birimlere göre de KP değerleri olabilir.
NİÇİN DENGE? 1* Maddelerin tümünün yapısında minimum enerjiye yönelme eğilimi ve maksimum düzensizlik eğilimi mevcuttur.
MİNİMUM ENERJİYE EĞİLİM 2* Bütün maddeler düşük potansiyel enerjili olmak isterler. 3* Kimyasal reaksiyonlarda minimum enerjiye eğilim ısının olduğu tarafadır. 4* Örneğin; A + B ⇌ C + ısı reaksiyonunda minimum enerjiye eğilim ürünler yönünedir.
MAKSİMUM DÜZENSİZLİĞE EĞİLİM 5* Minimum enerjiye eğilim yönü ile maksimum düzensizlik yönü birbirine zıttır.
MİNİMUM ENERJİ VE MAKSİMUM DÜZENSİZ EĞİLİMİ HANGİ YÖNDEDİR? 6* Maddenin katıdan gaza doğru düzensizliği artmaktadır. H2O(k) + ısı → H2O(s) H2O(s) + ısı → H2O(g) Yukarıdaki reaksiyonlarda maksimum düzensizliğe eğilim sağa doğrudur, başka bir ifadeyle ürünler lehinedir. 7* Gaz reaksiyonlarında mol sayısının çok olduğu yöne doğru düzensizlik artmaktadır. COCl2(g) ⇌ CO(g) + Cl2(g) 4
Yukarıdaki reaksiyonda maksimum düzensizliğe eğilim sağa doğrudur, başka bir ifadeyle ürünler lehinedir. 8* Tuzların suda çözünmesi sırasında iyonlaşma yönünde düzensizlik artar. NaCI(k) + ısı + su → Na+(suda) + Cl–(suda) Yukarıdaki reaksiyonda maksimum düzensizliğe eğilim sağa doğrudur, çözünme yönünedir, başka bir ifadeyle ürünler lehinedir. 9* Suda çözünen madde katı bir tuz olduğu gibi sıvı bir madde de olabilir. Alkol-su karışımında istisna olarak hem maksimum düzensizlik faktörü hem de minimum enerjiye meyil aynı yönde olup ürünler lehinedir; bu tür sıvılar, birbiriyle her oranda karışabilen sıvılardır. Alkol, suda çözünmek suretiyle alkol oranını azaltmak eğilimindedir. C2H5OH(s) → C2H5OH(suda) 10* Gazların suda çözünmesi olayında düzensizlik azalır. O2(g) + su ⇌ O2(suda) + ısı CO2(g)+ H2O(s) ⇌ 2H+(suda)+ CO3 –2(suda) + ısı Yukarıdaki reaksiyonlarda maksimum düzensizliğe eğilim sola doğrudur. 11* Suyun iyonlaşma denkleminde maksimum düzensizliğe eğilim, iyonların olduğu yöne yani sağa doğrudur, başka bir ifadeyle ürünler lehinedir. H2O(s) ⇌ H+1(suda) + OH–1(suda) 12* Bağ oluşumu ekzotermik reaksiyondur. H + H→ H2 + enerji Yukarıdaki reaksiyonda maksimum düzensizliğe eğilim sola doğrudur. 13* Bir tepkimede minimum enerjiye eğilim ilkesi denklemin bir tarafına doğru, maksimum düzensizliğe eğilim ilkesi denklemin diğer tarafına doğru ise olay denge reaksiyonudur (çift yönlüdür), her iki eğilim de aynı yönü destekliyorsa olay tek yönlüdür. 14* Tek yönlü tepkimelerde her iki eğilimin de aynı yönü 5
desteklemesi; maksimum düzensizlik eğiliminin baskı altına alınması anlamına gelmektedir.
DENGE KESRİ (YALANCI DENGE SABİTİ) 1* Herhangi bir andaki denge bağıntısına Q dersek, sistemin dengede olup olmadığı K ile Q’nun karşılaştırılması ile bulunur. 2* K = Q ise sistem dengededir. 3* K < Q ise sistem dengeye ulaşmak için girenler lehinde yürür. 4* K > Q ise sistem dengeye ulaşmak için ürünler lehinde yürür.
Le Chatelier (Lö Şatölye) Prensibi 5* Bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında sistem bu etkiyi azaltacak şekilde tepki gösterir. 6* Le Chatelier prensibi, evrendeki kanunlardan biridir. Hayatımızda bu prensiple iç içeyiz. Bazı konuları Le Chatelier prensibi ile açıklayabiliriz.
LE CHATELİER PRENSİBİ İLE AÇIKLANABİLEN BAZI KONULAR 7* Sıcak su içmenin bedenin doğal serinletme sistemini çalıştırması 8* Kemik erimesi ilaçlarının kemik erimesi hastalığı yapması 9* Sentetik erkeklik hormonlarının erkekliği azaltması 10* Şeker düşürücü ilaçların şeker hastalığı yapması 11* Kan vermenin kanı arttırması 12* Kan yapıcı ilaçların kansızlık yapması 13* Antiasit ilaçların mide asidini arttırması 14* Astım ilaçlarının astımı kronikleştirmesi 15* Tansiyon ilaçlarının tansiyonu kronikleştirmesi 6
16* Ağrı kesicilerin ağrıyı müzminleştirmesi 17* Depresyon ilaçlarının depresyonu arttırması 18* Mutlu olmak niyetiyle alınan ecstasy (ekstazi) hapının insanı mutsuz etmesi
BEDENİMİZDEKİ DOĞAL SERİNLETME SİSTEMİNİN LE CHATELİER PRENSİBİNE GÖRE YORUMLANMASI 19* Sıcak su içmek, bedenin doğal serinletme sistemini çalıştırır. Böylece başta kan dolaşımının hızlanması olmak üzere birçok fayda ortaya çıkar. 20* Hamam ve saunadan sonra sıcak içecekler tercih edilir. 21* Yapılan etki sıcaklığı arttırmak olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olur ve vücudun sıcaklığı azalır. Böylece insan serinlemiş olur.
KEMİK ERİMESİ İLAÇLARININ KEMİK ERİMESİ HASTALIĞI YAPMASININ LE CHATELİER PRENSİBİNE GÖRE YORUMLANMASI 22* Örneğin; Fosamax ilacı, kemik erimesine karşı kullanılmaktadır. Başta çene kemiğinde erime olmak üzere vücutta kalsiyum azalması sonucu kemik erimesi yapmaktadır. 23* U.S. FDA [United States Food & Drug Administration] (Yunaytıd Steyts Fuud end Drag Edministreyşın) (ABD Gıda & İlaç İşletimi) 2005 yılında Fosamax ilacına kemik erimesi yaptığına dair etiket koydurtmuştur. İlaçtan zarar görenler, ilacın piyasadan kaldırılmasını istemektedirler. Bu nedenle üretici firmayı dava etmişlerdir. Bu konuda mahkemeler devam etmektedir. 24* Yapılan etki kemik erimesini durdurmak olduğu hâlde, 7
Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve vücutta kemik erimesi artmıştır.
ERKEKLİĞİ ARTTIRMAK AMACIYLA KULLANILAN İLAÇLAR ERKEKLİĞİ AZALTIYOR 25* Dışarıdan alınan sentetik erkeklik hormonlarına örnek olarak testosterondan üretilmiş steroitleri verebiliriz. Bu hormon alındığında; LH (lüteinleştirici hormon) ve FSH (folikül stümüle hormon) hormonlarının vücuttaki üretimi azalır. Bu azalma ilacı bıraktıktan sonra bile 12 hafta süreyle devam eder. 26* LH ve FSH erkeklikle ilgili hormonlardır. FSH, erkeklerde spermin yapımında etkilidir. LH ise erkeklerde testosteron hormonunun salgılanmasını sağlar. 27* Steroitler genelde vücut geliştirme amaçlı olarak sporcular tarafından alınır. 28* Alınan steroitler aynı zamanda erkeklerde östrojen hormonunun artmasına neden olur. 29* Östrojen hormonunun artması, ömür boyu sürecek kalıcı zarar doğurur. 30* Östrojen hormonunun erkeklerde artması sonucu göğüsler kadınlardaki gibi büyür, kıllar dökülür. 31* “İşleyen demir ışıldar.” atasözü konumuzla ilgilidir. İşletilmezse, örneğin; hormon dışarıdan verilirse, hormon yapan bez durgunluğa düşer. 32* Erkeklik hormonu, erkekliği arttırmak için verildiğinde silah geri tepmiştir. Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve erkeklik azalmıştır.
ŞEKER DÜŞÜRÜCÜ İLAÇLAR ŞEKER HASTASI YAPAR 33*
Tip–2 şeker hastalığında kullanılan şeker düşürücü 8
ilaçlar, tedaviye yönelik değildir. Hastalığı ortadan kaldırmaz. 34* Şeker düşürücü hap kullanan şeker hastaları 5 yıl içerisinde ensülin almak zorunda kalabilirler. Tip–1 şeker hastalığı ortaya çıkmış olur. 35* Pankreasın şeker düşürme görevi vardır. 36* Pankreasın şeker düşürme görevi; mecbur olunmadığı hâlde, dışarıdan verilen bazı ilaçlarla yapılmaya kalkılınca pankreas atalete düşmektedir. En iyisi pankreası tembelliğe atmamaktır. 37* Yapılan etki şekeri düşürmek olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve vücutta şeker artmıştır.
KAN VERMEK KANI ARTTIRIR 38* Kan veren kişinin vücudunda kan oluşumu hızlanır. Yapılan etki kanı azaltmak olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve vücutta kan artmıştır. 39* Aynı şekilde kansızlık hastalığına, hiç kan vermeyen kişilerde daha çok rastlanır. 40* Kan alan kişilerde ise kanın oluşumu baskılanır.
KAN YAPICI İLAÇLAR KANSIZLIK YAPAR 41* Kan, kemik iliğinde yapılır. 42* Kansızlık hastalığında kullanılan kan yapıcı ilaçlar, kemik iliğinde zafiyete neden olur. Bunun sonucunda da kansızlık ilerler. 43* Yapılan etki kanı arttırmak amaçlı olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve vücutta kan azalmıştır.
ANTİASİT İLAÇLAR MİDE ASİDİNİ ARTTIRIR 44*
Mide ekşimelerinde kullanılan antiasitler, o anda iyi gelir. 9
Ertesi gün daha fazla mide ekşimesi olur. Bundan dolayı da antiasit kullanımının arttırılması zorunluluğu ortaya çıkar. 45* Belli bir süre sonra hiçbir antiasit etki etmez. Bu nedenle de mide kanamalarında kullanılan ilaçlar antiasit amaçlı iki günde bir kullanılır. Böylece ancak mide ekşimesi geçer. 46* Yapılan etki mide ekşimesini gidermek olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve mide ekşimesi arttırılmıştır.
AĞRI KESİCİLER HAFTADA İKİ KEZDEN FAZLA KULLANILMAMALIDIR 47* Ağrı kesiciler haftada iki kereden fazla kullanılmamalıdır. Kullanılırsa ağrı müzminleşir. 48* Her bir insanın kendine özel bir ağrı eşiği vardır. Şayet insan, o ağrı eşiğine kadar sabır gösterip ağrıya dayanabilirse vücutta doğal ağrı kesici salgılanır. 49* Vücudumuzdaki doğal ağrı kesicinin adı endorfin maddesidir. 50* Dışarıdan alınan ağrı kesici ilaçlar insanın ağrı eşiğini düşürür. Her bir alınan ağrı kesici ile insan ağrıya karşı daha tahammülsüz hâle gelir. 51* Ağrının kaynağını bulmak ve ağrıya neden olan sebebi ortadan kaldırmak gerekir. 52* Yapılan etki ağrıyı gidermek olduğu hâlde, Le Chatelier prensibine göre zıddı olmuş ve ağrı arttırılmıştır.
ASTIM İLAÇLARI, TANSİYON İLAÇLARI VE DEPRESYON İLAÇLARI HASTALIĞI KRONİKLEŞTİRİR 53* 54* 55*
Astım ilaçları astımı kronikleştirir. Tansiyon ilaçları da tansiyonu kronikleştirir. Depresyon ilaçları depresyonu arttırır. 10
56* Bu hastalıklarda da Le Chatelier prensibine göre istenenin zıddı bir durum ortaya çıkmıştır. 57* Astım ilaçları, tansiyon ilaçları ve depresyon ilaçları hastalığı ortadan kaldırmaya yönelik değildir. Tedavi edici özellikleri yoktur. Hastayı o anda rahatlatmak içindir.
MUTLU OLMAK NİYETİYLE ALINAN ECSTASY (EKSTAZİ) HAPI İNSANI MUTSUZ EDER 1* Ecstasy (ekstazi), yasa dışı sentetik bir maddedir. 2* Ecstasy (ekstazi), vücutta serotonin maddesinin salgılanmasını sağlar. Serotonin, mutluluk meydana getiren bir maddedir. Serotonin, mutluluk anında beynin arka kısmında bulunan beyin sapındaki sinir uçlarından salgılanır. 3* Ecstasy (ekstazi) hapının yutulması suretiyle salgılanan serotonin sahte bir neşe sağlar. Hapı yutan kişi saatler boyunca hiper aktif ve uyanık olur. Hap, dikkati olağanüstü derece arttırır. İnsan kendisini güçlü ve enerjik hisseder. Bütün bu etkiler ecstasy (ekstazi) hapının, serotonin maddesinin bütün depolarını boşaltması suretiyle olmuştur. Vücudun dengesiyle oynanmıştır. Vücut, oyuncak değildir. 4* Ertesi gün bir adet daha ecstasy (ekstazi) hapı almadan, kişi kafasını kaldırılamaz. Hapın etkisi geçtikten sonra ise aşırı yorgunluk ve tahmin edilemeyecek derecede bitkinlik görülür. 5* Hap almadığı anda kişi aşırı karamsar olur (ruhsal etki). Bu nedenle kendisini hap almaya mecbur hisseder. 6* Kişi hap aldığı zamandaki gibi hep enerjik kalmak için hapı tekrar tekrar istemeye başlar (fiziksel etki). 7* Zanneder ki hapı alınca mutlu olacağım. Ne yazık ki vücutta serotonin kalmamıştır. Organizmanın dengesi bozulmuştur. Hapı almasına rağmen mutlu olamaz. Yapılacak bir şey kalmamıştır. Kişi kendisine, geriye dönüşü olmayan büyük bir zarar vermiştir. 8* Ecstasy hapı, kısa sürede ciddi bağımlılık yapar. 11
9* Uzun süre kullanan bağımlı kişilerde zaman içinde ölümler görülür. Bazı kişilerde ilk kullanımda ani ölüm riski dahi söz konusudur. 10* Şayet kullanan kişide intikam ve nefret hissi varsa bu his açığa çıkar. Ecstasy (ekstazi) hapı, aşırı güven ve kontrolsüz cesaret de oluşturur. Kişi ölümü göze alarak gösterilen hedefe yönlendirilebilir. Ecstasy (ekstazi) hapının bu etkisini bilen çete, mafya, örgüt gibi menfaat şebekeleri ve şer odakları bu etkiyi terör maksadıyla kullanırlar. Kullandıkları adamı 8–10 saat sürecek bir eyleme ve bir takım kötü amaçlara yönlendirirler. Hatta onları intihar komandosu bile yapabilirler. 11* Mutluluk hapı, mutluluğu bitirmiştir. İstenilenin zıddı bir durum Le Chatelier prensibi gereğince ortaya çıkmıştır. 12* Ecstasy (ekstazi) hapının toleransı yok denilebilecek kadar azdır. Tolerans; hoşgörü, müsamaha demektir. Ecstasy (ekstazi) hapının toleransının zayıf olması, kullanmaya başlayanların geriye dönüşü çok zor olan bir yola girdikleri anlamını taşır.
KİMYASAL DENGEYE ETKİ EDEN FAKTÖRLER 58* Dengeye etki eden faktörler Le Chatelier prensibine göre yorumlanır. 59* Kimyasal Dengeye Etki Eden Faktörlerin Le Chatelier Prensibine Göre Yorumlanması: Denge hâlindeki bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında sistem bu etkiyi azaltıp yeniden dengeye gelecek şekilde tepki gösterir. 1. KONSANTRASYON (DERİŞİM) ETKİSİ 15* Bir denge reaksiyonunda denge bağıntısında olan maddelerden birinin derişimi arttırılırsa denge, derişimi arttırılan maddeyi azaltacak yönde; denge bağıntısında olan maddelerden birinin derişimi azaltılırsa denge derişimi 12
azaltılan maddeyi arttıracak yönde tepki gösterir. 16* Katı ve sıvı maddelerin derişimlerinin arttırılmasının veya azaltılmasının kimyasal dengeye etkisi yoktur; çünkü bu maddeler denge bağıntısında yer almazlar. 2. BASINÇ – HACİM ETKİSİ Sabit sıcaklıkta bir miktar gazın hacmi azaltılırsa basıncı artar, hacmi artırılırsa basıncı azalır. 60* Dengedeki bir sistemin hacmi azaltılırsa basıncı artacağından denge, sistemin basıncını azaltacak yöne (gazların mol sayısının az olduğu yöne) kayar. 61* Dengedeki bir sistemin hacmi arttırılırsa basınç azalacağından denge, sistemin basıncını arttıracak yöne (gazların mol sayısının çok olduğu yöne) kayar. 62* Denge denkleminde tepkimeye girenlerin ve ürünlerin gaz olarak mol sayısı birbirine eşit ise hacim ve basınç değişimi bu tür tepkimelere etki etmez. 63* Hacim etkisini derişime paralel olarak da düşünebiliriz. Hacim artarsa derişim azalır, hacim azalırsa derişim artar. Denge de derişime göre tepki gösterir. 3. SICAKLIK ETKİSİ Isı artışı dengeyi ısıyı harcayacak yöne, ısı azalması ise ısı üretecek yöne kaydırır. 64* Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın arttırılmasıyla denge, sıcaklığın azalacağı yön olan girenler lehine kayar. 65* Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın azaltılmasıyla denge, sıcaklığın artacağı yön olan ürünler lehine kayar. 66* Endotermik tepkimelerde sıcaklığın arttırılmasıyla denge, sıcaklığın azalacağı yön olan ürünler lehine kayar. 67* Endotermik tepkimelerde sıcaklığın azaltılmasıyla denge, sıcaklığın artacağı yön olan girenler lehine kayar. KATALİZÖR DENGEYE ETKİ ETMEZ 13
68* Katalizörler, dengede olan bir sisteme etki etmez, ancak dengede olmayan sistemin (ileri ve geri yöndeki hızını arttırabileceğinden) daha kısa sürede dengeye ulaşmasını sağlar. TEPKİMEYE GİRMEYEN HERHANGİ BİR MADDENİN EKLENMESİNİN DENGEYE ETKİSİ BAZEN YOKTUR, BAZEN VARDIR 69* Dengedeki bir sisteme hacim ve sıcaklık değiştirilmeden reaksiyona girmeyen herhangi bir maddenin eklenmesi denge durumunu değiştirmez. 70* İdeal sürtünmesiz bir kapta cereyan eden herhangi bir denge reaksiyonunda; dengedeki bir sisteme, reaksiyona girmeyen herhangi bir maddenin eklenmesi denge durumunu değiştirir; çünkü kap sürtünmesiz olduğundan, hacim genişler, gazların molaritesi ve kısmi basıncı azalır. Eklenen tepkimeye girmeyen helyum vb. gazın etkisi, molarite veya basınç azalmasının kimyasal dengeye etkisi olarak düşünülür.
DENGE SABİTİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER 1. Sıcaklık 2. Kat sayıların değişimi 71* K denge sabitinin sayısal değerini dış etkilerden yalnız sıcaklık değiştirir. 72* K denge sabitinin sayısal değerine derişim, hacim, basınç ve katalizörün etkisi yoktur.
DENGE SABİTİNE SICAKLIK DEĞİŞİMİNİN ETKİSİ 73* Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın arttırılmasıyla denge, girenler lehine kayar. Bağıntıda girenlerin molar 14
derişimi paydaya yazıldığından K denge sabitinin sayısal değeri küçülür. Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın azaltılmasıyla denge, ürünler lehine kayar. Bağıntıda ürünlerin molar derişimi paya yazıldığından K denge sabitinin sayısal değeri büyür. 74* Endotermik tepkimelerde sıcaklığın arttırılmasıyla denge, ürünler lehine kayar. Bağıntıda ürünlerin molar derişimi paya yazıldığından K denge sabitinin sayısal değeri büyür. Endotermik tepkimelerde sıcaklığın azaltılmasıyla denge, girenler lehine kayar. Bağıntıda girenlerin molar derişimi paydaya yazıldığından K denge sabitinin sayısal değeri küçülür.
FARKLI İKİ SICAKLIKTAKİ K1 VE K2 DEĞERLERİNDEN ΔH HESAPLANMASI 1* log K2/K1= ΔH/2,303R.(T2–T1)/(T2.T1) 2* R=8,314 J/mol. K
K1 VE ΔH DEĞERLERİ BİLİNİYORSA K2 HESAPLANABİLİR 3* log K2/K1= ΔH/2,303R.(T2–T1)/(T2.T1) 4* R=8,314 J/mol. K
DENGE SABİTİNE KAT SAYI DEĞİŞİMİNİN ETKİSİ (DENGE TEPKİMELERİNE HESS PRENSİPLERİNİN UYGULANMASI) 17* Sabit sıcaklıkta bir kimyasal reaksiyonun denge sabiti K ise; denklem ters çevrilirse denge sabiti 1/K olur. 18* Denge denkleminin kat sayıları bir sayı ile çarpılırsa aynı sayı denge sabitine üs olarak alınır. 15
19* Denge denkleminin kat sayıları 2’ye bölünürse, denge sabitinin karekökü alınır. 20* Denge reaksiyon denklemi birden fazla reaksiyon denkleminin toplamından elde ediliyorsa bu denge denkleminin denge sabiti, toplanan reaksiyon denklemlerinin denge sabitlerinin çarpımına eşittir.
DOĞAL FİZİKSEL DENGE TEPKİMELERİ YERYÜZÜNDEKİ FİZİKSEL DENGE 75* Yeryüzünde ne kadar H2O(s) (su) varsa atmosferde de o kadar H2O(g) (su buharı) vardır. 76* Yeryüzüne inen yağmur, her sene aynı miktardadır. 77* Yeryüzünden her sene ne kadar su buharlaşırsa; yine o ağırlıkta su yağmur, kar ve dolu olarak dünyaya yağar. 78* SORU: H2O(s) → H2O(g) Dünyamızdaki suyun buharlaşması tepkimesi yukarıda verildiği gibi tek yönlü olsaydı ne olurdu? CEVAP: Dünyada su kalmazdı. 79* SORU: H2O(g) → H2O(s) Yukarıdaki tepkimede görülen dünyamızdaki değişim; tek yönlü olsaydı ne olurdu? CEVAP: Yeryüzünü su kaplardı. 80* SORU: Bu olayın ölçülü, dengeli ve dinamik olması ne anlama gelir? 81* CEVAP: Ölçülü, yeryüzünde bulunan su kadar atmosferde su buharı bulunduğu anlamına gelir. Dengeli, tepkimenin denge tepkimesi (çift yönlü tepkime) olduğu anlamına gelir. Dinamik ise, bu olayın her an, yer–gök 16
arasında devam ettiği anlamına gelir. 1* Dünyada suyun varlığı; güneşle aramızdaki uzaklığın hassaslığı ile de alakalıdır. 2* Dünya ile güneş arasındaki uzaklık şimdikinden farklı olsaydı su, ya buharlaşacaktı ya da donacaktı.
YAĞMURUN YAĞMASI VE ATMOSFERDE FİZİKSEL DENGENİN KORUNMASI 1* Sıcaklık, suyu buharlaştırmakla suyun bünyesini tahrip ettiği zaman, o tahrip sonucu oluşan su buharı yok olmaz. Belirli bir yere sevk edilir ve belli bir düzeye çıkar; icap ettiğinde yağmak için orada durur. 2* Atmosferdeki su buharı molekülleri, atmosferdeki hava moleküllerinin onda birini teşkil edince su buharı yoğunlaşır. 3* Atmosferde bulunan belli bir düzeydeki su buharının yoğunlaşması suretiyle yağmur yağar. 4* Atmosferde fiziksel dengenin korunması için, yağan katrelerden boş kalan yerler, denizlerden ve yerlerden kalkan buharlarla doldurulur. 5* Yağmur yağması hakkında en kısa yol şöyle tarif edilir: Su buharı molekülleri, emir aldıkları zaman, o moleküller her taraftan toplanmaya başlarlar ve bulut şeklini alıp, hazır vaziyette dururlar. Yine ikinci bir emirden sonra bir kısım moleküller yoğunlaşarak, katrelere dönüşürler. Sonra kanunların temsilcileri vasıtasıyla, çarpışmadan kolayca yere düşerler. 6* Atmosfer, denizin rengini andırır. Havada, denizlerdeki sudan daha fazla su vardır. Bu nedenle, “atmosferde denizin bulunduğu teşbihi” mecaz olarak akıldan uzak değildir. Sanki şu atmosfer boşluğu yağmur ile dolu bir havuzdur. 7* Bulutların bir kısmı negatif elektriği üzerlerinde taşımaktadır, bir kısmı da pozitif elektriği üzerlerinde taşımaktadır. Bu 17
kısımlar birbirlerine yaklaşıp aralarında çarpışma olduğunda, şimşek çakar. 8* Bulutların bir kısmının hücum ettiği, bir kısmının ise kaçtığı zaman aralarında havasız kalan yerleri doldurmak için atmosfer tabakası hareket ve heyecana geldiğinde gök gürlemesi (gök gürültüsü) meydana gelir.
Bu hâllerin olması bir nizam ve kanun altında olur ki, o nizam ve o kanunu temsil eden gök gürlemesi ve şimşek aracılarıdır. KÜRESEL ISINMAYA BAĞLI KURAKLIKTAN SÖZ ETMEK HATTA BUNA DAİR SOMUT VERİ BULMAYA ÇALIŞMAK BİLİMSEL SKANDALDIR 82* Türkiye son senelerde kuraklık yaşıyor. 83* Kuraklık; dünyada yağışlar azaldığından değildir; çünkü yeryüzüne inen yağış, her sene aynı miktardadır. Yağışlar yer değiştirmiştir. 84* Dünyanın bazı bölgelerinin çok yağış aldığını duyarken, bazı bölgelerinin daha az yağış aldığını görüyoruz. Örneğin; özellikle Türkiye’de yağışlar azaldı, Amerika’da ise arttı. 85* Sorun da buradan çıkıyor. Bu sorunu doğuran, insandır. İnsanın canlı–cansız ekosisteme karşı olumsuz müdahalesi, yağış dağılımını bozmaktadır. 86* Kuraklığın insafımıza ve insanlığımıza olan uyarıcı görevini bir an önce anlayıp, gerekli çalışmaları yaparak bu problemin üstesinden gelmeliyiz.
SUYUN İYONLAŞMA DENKLEMİ VE ON MİLYONDA BİR ORANINDA İYONLAŞMASININ 18
FAYDALARI H2O(s) ⇌ H+1(suda) + OH–1(suda) 87* 10 000 000 H2O molekülünden 1 tanesi iyonlarına ayrışır. 88* Hiç ayrışmasaydı veya daha fazla oranda ayrışsaydı ne olurdu? 89* Saf su, çok hassas aletlerle anlaşılabilecek derecede iletkendir. 90* Elektrik kaçağının olduğu, içi su ile dolu bir çamaşır makinesinde elimizi suyun içine sokarsak, bize zarar vermez, ancak elektrik kaçağını anlayabiliriz. H2O molekülü iyonlarına hiç ayrışmasaydı, elektrik kaçağını hissedemediğimizden tedbir alamayacaktık; su, sigorta görevini yapamadığından bir anda daha büyük zararlar, derecesine göre ortaya çıkacaktı, yaşam son bulacaktı. 91* Elektrikli aletin içine su kaçarsa kontak yapar. Bu bir sigortadır ve uyarıdır; tedbirli olmamız, elektrikli aletin tamirini yapmamız için bir ikazdır; çünkü tedbirsiz ve ihtiyatsız olarak aletin tamiriyle uğraşılırsa, elektrik çarparak öldürür. H2O molekülü iyonlarına hiç ayrışmasaydı, tedbirli olmamız için ikaz meselesi ortadan kalkacaktı. 92* H2O molekülü iyonlarına daha fazla ayrışsaydı, sayılamayacak kadar çok arıza ortaya çıkardı. Örneğin; su nötr olmayacaktı, hem asidik hem de bazik özellikte olduğundan dolayı hayatın canlılar için devamı mümkün olmayacaktı. Yine elektrikli aletin içine su kaçtığında, alet kendi kendini durduramayacak, kontak yapamadan, bir anda büyük ve ölümcül patlamalar, yangınlar meydana gelecekti.
DOĞAL KİMYASAL DENGE TEPKİMELERİ 19
ŞİMŞEK ÇAKTIĞINDA NADİREN OLUŞAN HNO3 İHMAL EDİLEBİLİRDİR 93* Şimşek çaktığında nadiren gerekli olan yüksek aktivasyon enerjisi sağlandığında bile tepkimenin sağa doğru cereyan yüzdesi çok düşük olduğundan az miktarda azot oksitleri oluşur ve toprağa geçer. N2 + 2,5O2 + yüksek sıcaklık ⇌ N2O5 94* Azot oksitlerin suyla birleşmesine ait tepkime da çift yönlü olup ileri tepkimenin hızı çok yavaştır. N2O5 + H2O ⇌ 2HNO3 Her şimşek çakışında HNO3 (kezzap) oluşması için şartlar hazır olduğu hâlde hayat devam etmektedir. 95* Bütün yanma tepkimeleri ekzotermik olduğu hâlde azotun yanması endotermiktir.
EKZOTERMİK OLDUĞU HÂLDE GERÇEKLEŞMEYEN TEPKİME (SULARIN ACILAŞMAMASI) 96* Havada N2 ve H2 bulunduğu ve tepkime ekzotermik olduğu hâlde NH3 oluşmaz. 97* Oluşsaydı sular acılaşacaktı; çünkü NH3, suları acılaştıran bir maddedir. N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 + 22 kcal NH3 + H2O ⇌ NH4OH
OKSİJENİN OZONA DÖNÜŞMESİ KİMYASAL DENGE TEPKİMESİDİR 1* Oksijenin ozona dönüşmesi (3O2 ⇌ 2O3) kimyasal denge tepkimesidir. 2* Ozon tabakası, stratosfer tabakasındadır. 20
3* Yüksek enerjili, zararlı ve tehlikeli ışınların aşağı geçerek yeryüzüne inmesine stratosfer tabakasındaki ozon vesilesi ile izin verilmez. 4* Ozon, üç atomlu bir oksijen molekülüdür. Bu moleküller güneş ışınlarının zararlarını filtre eder. 5* Zararlı ultraviyole ışınları, oksijenin ozona dönüştürülmesinde kullanılır. 6* Güneşten gelen zararlı ışınlar ozon tabakasında yakalanır. 7* Böylece gökyüzü, korunmuş bir tavan kılınmıştır. 8* Kimyasal denge tepkimesindeki sağa doğru cereyan yüzdesi belirlenmiştir. 9* Yine dengenin sola doğru kayması sonucunda, ozon molekülleri azalmış olsaydı; ultraviyole ışınları rahatça yere inecekti. Bu ise kanserlilerin sayısında anormal derecede artışın olmasını netice verecekti; çünkü ultraviyole ışınları, kısa dalga boylu ve enerjisi çok yüksek ışınlar olduğundan dolayı, canlı bünyesindeki DNA moleküllerindeki bağları koparıp bozar ve kansere yol açar. Kimyasal denge insan eli karışmadıkça bozulmaz. 10* Dengenin sola doğru kayması sonucunda, ozon molekülleri azalmış olsaydı; ozon tabakası ile filtre edilen bu zararlı ışınlar, filtre edilmeyecekti; yere inseydi yeryüzü daha fazla ısınacaktı. Yüzyıllardır değişmeyen ortalama sıcaklık değerinde de bozulma görülecekti. Ortalama sıcaklığın 10 °C artması bile insanların ve hayvanların kanını, bitkilerin öz suyunu kaynatmaya yeterli olacaktı.
YAPAY KİMYASAL DENGE TEPKİMELERİ SANAYİDE YAPAY KİMYASAL DENGE TEPKİMELERİ 98*
TUZ RUHU ELDE EDİLMESİ 21
H2(g) + Cl2(g) ⇌ 2HCl(g) ⇌ 2HCl(suda) 99* KEZZAP ELDE EDİLMESİ: Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta elde edilir. N2(g) + 2,5O2(g) + yüksek sıcaklık ⇌ N2O5(g) N2O5(g) + H2O(s) ⇌ 2HNO3(suda) 100* DERİŞİK AMONYAK ELDE EDİLMESİ: Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta elde edilir. N2(g) + 3H2 (g) ⇌ 2NH3(g) + 22 kcal NH3(g) + H2O(s) ⇌ NH4OH(suda) 101* DERİŞİK SÜLFÜRİK ASİT ELDE EDİLMESİ: Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta katalizör kullanarak elde edilir. 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) + ısı SO3(g) + H2O(s) ⇌ H2SO4(suda)
22