‹çindekiler - Anadolu Üniversitesi

‹çindekiler - Anadolu Üniversitesi ‹çindekiler - Anadolu Üniversitesi

ue.anadolu.edu.tr
from ue.anadolu.edu.tr More from this publisher
01.04.2014 Views

6. Ünite - Kimyasal Denge 143 ( ) ⎡ δ −Rln K ⎤ P ∆H =− δ ⎣⎢ T 2 ⎦⎥ T P ⎡ δ ln K ⎤ P ∆H ⎣⎢ δT = 2 ⎥⎦ P RT (6.19) fleklinde türetilir. van’t Hoff eflitli¤i olarak bilinen bu eflitlik düzenlenerek, integrali al›n›rsa, ∫ H dln KP = ∫ ∆ 2 RT dT ∆H ln KP =− + C RT (6.20) Eflitlik 6.20 elde edilir. Burada C, integral sabitidir. Bu eflitli¤e göre ’ye karfl› lnK P grafi¤i çizilirse; ∆H s›cakl›ktan ba¤›ms›z ise (fiekil 6.1a) e¤imi − ∆H ’ye eflit R olan bir do¤ru ve ∆H s›cakl›¤a ba¤›ml› ise (fiekil 6.1b) bir e¤ri elde edilir. 1 T fiekil 6.1 1/T ile ln K P de¤iflimi: a) ∆H s›cakl›ktan ba¤›ms›z, b) ∆H s›cakl›¤a ba¤›ml›. ı ı Eflitlik 6.20’deki ifadenin belirli s›n›r de¤erler için integrali al›n›rsa, KP 2 ∫ K P 1 eflitli¤i yaz›l›r. Bu s›cakl›k aral›¤›nda reaksiyon entalpisi ∆H, s›cakl›ktan ba¤›ms›z ise eflitlik, KP 2 ∫ K P1 T2 ∆H dln KP = ∫ dT 2 T RT T2 ∆ H dT dln KP = R ∫ 2 T 1 T1

144 Fizikokimya fleklinde yaz›l›p integrali al›n›rsa, KP ln KP 2 1 = ∆H R ⎛T2− T ⎞ ⎜ 1 ⎝⎜ T1 T2 ⎠⎟ (6.21) eflitli¤i elde edilir. Böylece farkl› iki s›cakl›ktaki denge sabitlerinden reaksiyon entalpisi hesaplanabilir. Benzer flekilde reaktantlar›n ve ürünlerin toplam mol say›lar›n›n ayn›, yani ∆n=0 oldu¤u durumda mol kesirlerine ba¤l› denge sabiti için de Eflitlik 6.19, ⎡ dln K ⎤ x ⎣⎢ dT ⎦⎥ P H = ∆ 2 RT (6.22) fleklinde yaz›labilir. ÖRNEK 6.10: Br 2 (g) ⇋ 2Br(g) reaksiyonun 2500 K ve 3000 K için denge sabiti de¤erleri s›ras›yla 57,9 ve 300 ise, bu reaksiyonun 2700 K’deki denge sabitini, serbest enerji de¤iflimini, entalpi de¤iflimini (s›cakl›ktan ba¤›ms›z oldu¤unu varsayarak) ve entropi de¤iflimini hesaplay›n›z. Çözüm: Entalpi de¤ifliminin s›cakl›ktan ba¤›ms›z oldu¤unu varsayarak bilinenler, KP ln KP 2 1 = ∆H R ⎛T2− T ⎞ 1 ⎝⎜ T1 T2 ⎠⎟ ifadesinde yerine yaz›l›rsa, 300 ∆H ⎛3000 K − 2500 K⎞ ln = 57, 9 − − 8314 , J K 1 mol 1 ⎝⎜ 2500 K × 3000 K ⎠⎟ ∆H = 205156 J mol −1 bulunur. 2700 K’deki denge sabiti, K ln 2 57, 9 = 205156 J ⎛2700 K − 2500 K ⎞ −1 −1 8,314 J K mol ⎝⎜ 2500 K× 2700 K ⎠⎟ ⇒ K 2700 = 120, 3 olarak hesaplan›r. ∆G° ve ∆S°, ∆G =−RTln K −1 −1 − ∆G =− 8, 314 J K mol × 2700 K× ln 120, 3⇒ ∆G 1 =−107524, 7 J mol

6. Ünite - Kimyasal Denge<br />

143<br />

( )<br />

⎡<br />

δ −Rln<br />

K ⎤<br />

P<br />

∆H<br />

=−<br />

δ<br />

⎣⎢<br />

T<br />

2<br />

⎦⎥<br />

T<br />

P<br />

⎡<br />

δ ln K ⎤<br />

P<br />

∆H<br />

⎣⎢<br />

δT<br />

=<br />

2<br />

⎥⎦<br />

P RT<br />

(6.19)<br />

fleklinde türetilir. van’t Hoff eflitli¤i olarak bilinen bu eflitlik düzenlenerek, integrali<br />

al›n›rsa,<br />

∫<br />

H<br />

dln<br />

KP<br />

= ∫ ∆<br />

2<br />

RT<br />

dT<br />

∆H<br />

ln KP<br />

=− + C<br />

RT<br />

(6.20)<br />

Eflitlik 6.20 elde edilir. Burada C, integral sabitidir. Bu eflitli¤e göre<br />

’ye karfl›<br />

lnK P grafi¤i çizilirse; ∆H s›cakl›ktan ba¤›ms›z ise (fiekil 6.1a) e¤imi − ∆H ’ye eflit<br />

R<br />

olan bir do¤ru ve ∆H s›cakl›¤a ba¤›ml› ise (fiekil 6.1b) bir e¤ri elde edilir.<br />

1<br />

T<br />

fiekil 6.1<br />

1/T ile ln K P<br />

de¤iflimi:<br />

a) ∆H s›cakl›ktan<br />

ba¤›ms›z,<br />

b) ∆H s›cakl›¤a<br />

ba¤›ml›.<br />

ı<br />

ı<br />

Eflitlik 6.20’deki ifadenin belirli s›n›r de¤erler için integrali al›n›rsa,<br />

KP<br />

2<br />

∫<br />

K P<br />

1<br />

eflitli¤i yaz›l›r. Bu s›cakl›k aral›¤›nda reaksiyon entalpisi ∆H, s›cakl›ktan ba¤›ms›z<br />

ise eflitlik,<br />

KP<br />

2<br />

∫<br />

K P1<br />

T2<br />

∆H<br />

dln<br />

KP<br />

= ∫ dT<br />

2<br />

T RT<br />

T2<br />

∆ H dT<br />

dln KP<br />

=<br />

R<br />

∫ 2<br />

T<br />

1<br />

T1

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!