Dengeyi Etkileyen Faktörler

Cam silindirde iki gaz var: renksiz $\text{N}_2\text{O}_4$ ve kahverengi $\text{NO}_2$. Moleküller durmadan bölünüp birleşiyor ama renk değişmiyor: iki yönün hızı eşit, sistem dengede.

Piston pimle kilitli. Şırıngayla kahverengi $\text{NO}_2$ basınca renk birden koyulaşır, sonra kendiliğinden biraz açılır: eklenen $\text{NO}_2$'nin bir kısmı çiftleşip $\text{N}_2\text{O}_4$ olur. Dengedeki sistem dış etkiyi azaltan yöne kayar: Le Chatelier ilkesi.

Sağdaki ölçek o anki oranı, denge kesri $Q$'yu gösterir; çizgi $K = 0{,}36$'dır. Ekleme anında $Q$ $1{,}96$'ya sıçrar. $Q > K$ olduğu için tepkime geri yürür ve $Q$ yeniden $0{,}36$'ya iner.

Yeni dengede $[\text{NO}_2] = 0{,}18$ M, $[\text{N}_2\text{O}_4] = 0{,}09$ M: $0{,}18^2 / 0{,}09 = 0{,}36$. $\text{NO}_2$ eskisinden ($0{,}12$ M) yine fazla; sistem etkiyi yalnız azaltır. Sıcaklık değişmediği için $K$ aynı kaldı.

Isıtılan kapalı kapta $\text{CaCO}_3$, $\text{CaO}$ ve $\text{CO}_2$ dengede. Kaşıkla $\text{CaCO}_3$ eklenir ama manometre aynı basıncı okur. Saf katılar denge ifadesine yazılmaz; $K_c$ yalnız $[\text{CO}_2]$'ye bağlıdır.

Hacim yarıya inince bütün derişimler iki katına çıkar ve $Q = 2K$ olur. Sistem basıncı azaltmak için gaz molekülü az olan yöne kayar: iki $\text{NO}_2$ birleşip bir $\text{N}_2\text{O}_4$ olur. Notta gaz molekülü sayısı $32$'den azalır.

Kilitli silindire tepkimeye girmeyen argon basılır. Toplam basınç $4{,}89$'dan $9{,}79$ atm'ye çıkar ama sağdaki kısmi basınç sütunları kıpırdamaz. Hacim sabit, her gazın $P = nRT/V$ değeri aynı: $Q = K$, denge kaymaz.

Pimler çıkınca piston yükselir; iç basınç dış basınca ($4{,}89$ atm) iner, hacim yaklaşık iki katına çıkar. Kısmi basınçlar düşer ve denge gaz molü çok olan $\text{NO}_2$ yönüne kayar.

İki balon aynı karışımla dolu. İleri tepkime ısı alır ($\Delta H > 0$): kaynar suda denge ileri kayar, renk koyulaşır; buzlu suda geri kayar, renk açılır. Göstergelere bak: sıcaklık $K$'nın kendisini değiştirir.

İki silindirde aynı gaz var; sağdakinin tabanında katalizör taneleri. Orada ileri ve geri hız çubukları aynı oranda uzun. Sağdaki kap dengeye çok daha çabuk varır ama iki kabın son rengi ve $Q = K = 0{,}36$ aynıdır.

$t_1$'de kaba $\text{N}_2\text{O}_4$ verilir: yalnız onun eğrisi sıçrar. $t_2$'de ısıtıcı yanar: sıçrama yok, eğriler yavaşça kayar ve $K$ $0{,}90$'a çıkar. $t_3$'te piston itilir: iki eğri birden iki katına sıçrar.

Kural: yalnız bir tür sıçrarsa o tür eklenmiş ya da çekilmiştir. Bütün gazlar aynı oranda sıçrarsa hacim değişmiştir. Sıçrama yoksa sıcaklık değişmiştir; $K$ yalnız o zaman değişir. Katalizör iz bırakmaz.

Girenlerde $4$, ürünlerde $2$ mol gaz: yüksek basınç dengeyi $\text{NH}_3$'e kaydırır. Tepkime ekzotermik; düşük sıcaklık verimi artırır ama yavaştır, $450\,^\circ\text{C}$ bir uzlaşmadır. $\text{NH}_3$ soğutucuda sıvılaşıp çekilir; kalan gazlar geri döner.

Giren ekle ya da ürün çek: ileri. Katı eklemek ve sabit hacimde soy gaz: kayma yok. Hacmi azalt: az gaz molüne. Sıcaklık: $K$ değişir. Katalizör: dengeye çabuk ulaşılır, yer değişmez.