Kimya Adası Kimyasal Tepkimelerde Denge

Etrafımızda gerçekleşen fiziksel ve kimyasal değişimlerden çok az sayıda olanı tersinmez (tek yönlü) olarak gerçekleşir. Büyük bir çoğunluğu tersinir (çift yönlü) tepkimelerdir. Ağzı kapalı damacanada bulunan su ile su buharı fiziksel dengeye örnektir. Kapalı bir kapta amonyağın elementlerinden oluşması kimyasal dengeye örnektir. Fiziksel olaylarda kurulan dengeye fiziksel denge, kimyasal değişimlerde kurulan dengeye kimyasal denge denir.

Kapalı sistemlerde oluşan tersinir reaksiyonlarda ileri tepkime hızının geri tepkime hızına eşit olduğu ana denge denir. Denge reaksiyonlarının oluşması sırasında başlangıçta tepkenlerin hızı çok büyüktür. Reaksiyon ilerledikçe tepkenlerin harcanma hızları azalmaya başlayacak. Başlangıçta ortamda ürün olmadığında ürünlerin hızından bahsedilemez. Ancak reaksiyon ilerledikçe oluşan ürünlerde girenlere dönüşeceğinden hızları artmaya başlar. İleri reaksiyon hızının geri reaksiyon hızına eşit olduğu andan itibaren denge oluşmuş (kurulmuş) olur.

Makroskobik (gözle görülür) olayların durduğu, mikroskobik (gözle görünmeyen) olayların devam ettiği dinamik bir denge oluşur. a: Dinamik denge kurulduktan sonra, kaptaki madde miktarları, derişimleri sabit kalır. Ancak tepkenlerden birim zamanda 'ne ne kadar dönüşüyorsa, ürünlerden de, tepkenlere o kadar dönüşür. Denge reaksiyonlarında maksimum düzensizlik ile minimum enerjili hâl uzlaşmıştır. Denge reaksiyonları % verimle gerçekleşmez. Bu nedenle tepkimedeki her maddenden reaksiyon kabında ve dolayısıyla dengede bulunur. Tepkime kabında denge reaksiyonunu oluşturan bütün maddeler aynı fiziksel fazda ise oluşan dengeye homojen denge. farklı fiziksel fazlarda ise heterojen denge denir.

DENGE SABİTİ (K): K denge sabiti olup bir tepkimede sayısal değeri yalnızca sıcaklıkla değişir. K değeri, molar derişimler cinsinden yazılırsa KC sembolü ile gösterilir. KC nin birimi mol/L'nin katları olabilir. K değeri, kısmi basınçlar cinsinden yazılırsa KP sembolü ile gösterilir. KP birimi atm'nin katları olabilir. Denge bağıntıları yazılırken, girenler ve ürünlerde bulunan katı ve sıvı bileşenlerin derişimleri dengenin oluşumu süresince değişmediğinden denge bağıntısında gösterilmezler. Her denge reaksiyonunun belli sıcaklıklarda kendisine ait bir denge sabiti vardır.

HOMOJEN DENGELER: Bütün bileşenlerinin aynı fiziksel lazda olduğu denge tepkimelerine homojen denge denir. Homojen dengelerde bileşenlerin hepsi gaz, sıvı veya sulu çözelti hâlindedir. KP denge bağıntısı yazılırken, sadece tepkimede bulunan gazlar yazılır.

HETEROJEN DENGELER: Bir denge reaksiyonunda bulunan maddelerden en az biri farklı fiziksel fazda bulunuyorsa denge reaksiyonu heterojen denge olarak nitelendirilir. Kalsiyum karbonat (CaCOS) katısının ısıtılmasıyla kalsiyum oksit (CaO) katısı ve karbondioksit () gazı oluşur. Bu reaksiyon heterojen denge tepkimelerine örnektir. Saf sıvılar ve sal katıların. sabit sıcaklıkta derişimleri madde miktarına bağlı olmadığından denge sabitinin içinde yer alırlar.

Dengeye Derişimin Etkisi: Bir denge reaksiyonunda sabit sıcaklıkta maddelerden birinin derişimi arttırılırsa denge tepkimesi bu etkiyi azaltacak yönde ilerleyerek tepkisini gösterir. Ya da maddelerden birinin derişimi azaltılırsa (sistemden madde çekilirse) tepkime azaltılan bu maddenin derişimini artıracak yönde ilerleyerek tepkisini gösterir. Sisteme sabit sıcaklıkta madde ilave edip çekmek denge sabitinin (KC) değerini değiştirmez.

Dengeye Sıcaklığın Etkisi

Bir denge karışımında sistemin sıcaklığının artırılması demek sistemi ısıtmak anlamına gelir. Bir denge karışımında sistemin sıcaklığının azaltılması demek sistemi soğutmak anlamına gelir. Sıcaklık değişiminin dengeye nasıl etki ettiğini belirleyebilmek için, denge tepkimesinin endotermik mi yoksa ekzotermik mi olduğunu bilmek gerekir.

Bir denge tepkime ister endotermik olsun isterse ekzotermik olsun sıcaklık artışı hem ileri hem de geri reaksiyon hızlarını artırır. Derişim, basınç ya da hacim değişimleri kimyasal dengeyi etkileyebilir. başka bir ifadeyle girenlerin ve ürünlerin bağıl miktarlarını etkileyebilir. Ancak bu etkiler denge sabitinin (KC) sayısal değerini değiştirmez. Bir denge tepkimesinde, denge sabitinin sayısal değerini yalnızca sıcaklık değiştirir.

Katalizörün Dengeye Etkisi

Bir denge karışımına katalizör ilave edildiğinde, ileri ve geri aktifleşme enerjileri (Eaileri) ve Eageri) azaldığından hem ileri yöndeki hem de geri yöndeki reaksiyonlar hızlanır. Bunun sonucu olarak denge daha kısa sürede kurulur.
Katalizör; 
Dengedeki madde miktarlarını değiştirmez. Denge sabilinin değerini değiştirmez. Tepkime entalpisini etkilemez. Dengenin daha kısa sürede kurulmasını sağlar. Denge koşullarını değiştirmez. Tepkimenin daha düşük enerjili bir mekanizma üzerinden yürümesini sağlar.