‹çindekiler - Anadolu Üniversitesi

6. Ünite - Kimyasal Denge
141
Gerçek Gaz Sistemlerinde Kimyasal Denge
Ünite 5’te fugasite ve aktiflik kavramlar›n› kullanarak gerçek gazlar›n termodinamik
özelliklerinin nas›l ifade edebildi¤ini görmüfltük. Buna göre ideal olarak davranan
gaz faz› reaksiyonuna ait serbest enerjisindeki de¤iflimi ifade eden,
∆G = ∆G° + RT lnK p
eflitli¤indeki k›smi bas›nçlara ba¤l› denge sabiti (K P ) yerine fugasitelere ba¤l› denge
sabiti (K f ) yaz›larak, ideal davranmayan gaz faz› reaksiyonunun serbest enerji
de¤iflimi,
∆G = ∆G° + RT lnK f (6.15)
fleklinde ifade edilir. Denge an›nda serbest enerjideki de¤iflim s›f›ra eflit oldu¤undan,
∆G° = –RT lnK° f (6.16)
yaz›labilir. Fugasitelere ba¤l› denge sabiti (daha önce verilen genel reaksiyon için),
⎛ c d
f f
⎞
K C D
f =
a b
⎝⎜
fA
fB
⎠⎟
(6.17)
fleklinde ifade edilebilir. Reaksiyondaki bir i bilefleni için fugasite ve bas›nç aras›ndaki
iliflki f i = c i P i ile ifade edildi¤inden, her bir bileflen için bu ifade Eflitlik 6.17’de
yerine konulursa,
K
f
( c
γ P ) ( γ P )
=
a
γ P γ P
d c d
C C D D γC γD
b a
γ
A A B B A
γ b
B
( ) ( ) =
c
C
a
A
P
×
P
d
D
b
B
P
P
K
f
K K
= γ
P
(6.18)
eflitli¤i elde edilir. Eflitlik 6.18’deki K c fugasite katsay›lar›ndan elde edilen denge
sabitidir. E¤er reaksiyondaki gazlar ideal davran›yorsa, fugasite katsay›lar› c = 1
olaca¤›ndan K c = 1 dolay›s›yla K f = K p olur.
Azot ve hidrojen gazlar›n›n 1:3 mol oran›nda kar›flt›r›lmas›yla amonyak oluflmaktad›r.
673 K s›cakl›k ve 715 atm bas›nçta dengedeki amonya¤›n mol kesri 0,60 olarak
ölçülmüfltür. Dengedeki azot, hidrojen ve amonya¤a iliflkin fugasite katsay›lar›n›n
s›ras›yla 1,30, 1,14 ve 0,91 oldu¤u bilindi¤ine göre; fugasiteye ba¤l› denge
sabitini ve reaksiyon serbest enerjisini hesaplay›n›z.
ÖRNEK 6.9:
Çözüm:
Kar›fl›mdaki mol kesirleri toplam› 1’e eflittir.
x N2
+ x H2
+ x NH3 = 1
Amonya¤›n mol kesri x NH3 = 0,60 ve n H2
= 3n N2
oldu¤una göre, N 2 ve H 2 ’nin mol
kesirleri,