Denge Derişimi Hesaplama Aracı nedir?
Bu araç, kimyasal denge problemlerinin en yaygın türünü ICE tablosu (İlk derişim, Değişim, Denge — İngilizcedeki Initial, Change, Equilibrium baş harfleri) yöntemiyle çözer. Bir denge sabiti Kc ve bir başlangıç derişimi C₀ verildiğinde, \(\text{K}_c = \frac{x^{2}}{\text{C}_0 - x}\) denge ifadesini sağlayan tepkime kayması x değerini bulur. x değerinden yola çıkarak girenin ve ürünün denge derişimlerini ve yüzde ayrışmayı raporlar.
Nasıl kullanılır?
Denge sabiti Kc değerini (örneğin asetik asit için \(1{,}8\times10^{-5}\)) ve başlangıç derişimi C₀ değerini mol/L cinsinden girin. Hesaplayıcı; x değerini, denge anındaki giren derişimini \((\text{C}_0 - x)\), denge anındaki ürün derişimini \((x)\) ve yüzde ayrışmayı \(\frac{x}{\text{C}_0} \times 100\) döndürür. Küçük-x yaklaşımı yerine ikinci dereceden denklemin tamamını çözer; bu sayede ayrışma yüksek olduğunda bile doğru sonuç verir.
Formülün açıklaması
C₀ derişiminden başlayıp henüz ürün içermeyen HA ⇌ H⁺ + A⁻ gibi bir süreçte ICE tablosu, giren için \((\text{C}_0 - x)\), her bir ürün için ise \(x\) denge değerlerini verir. Bunları \(\text{K}_c = \frac{[\text{H}^+][\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\) ifadesinde yerine koyduğumuzda \(\text{K}_c = \frac{x^{2}}{\text{C}_0 - x}\) elde edilir. Düzenleyince $$x^{2} + \text{K}_c\,x - \text{K}_c\,\text{C}_0 = 0$$ ikinci dereceden denklemine ulaşırız; bunun pozitif kökü $$x = \frac{-\text{K}_c + \sqrt{\text{K}_c^{2} + 4\,\text{K}_c\,\text{C}_0}}{2}$$ şeklindedir.
Çözümlü örnek
\(\text{K}_c = 1{,}8\times10^{-5}\) ve \(\text{C}_0 = 0{,}10\) mol/L alalım. Bu durumda $$\text{K}_c^{2} + 4\,\text{K}_c\,\text{C}_0 = 3{,}24\times10^{-10} + 7{,}2\times10^{-6} \approx 7{,}2\times10^{-6}$$ olur. Bunun karekökü \(\approx 2{,}683\times10^{-3}\) olduğundan $$x = \frac{-1{,}8\times10^{-5} + 2{,}683\times10^{-3}}{2} \approx 1{,}333\times10^{-3}\ \text{mol/L}$$ bulunur. Yüzde ayrışma ise yaklaşık %1,33'tür.
Sıkça Sorulan Sorular
Bu hesaplama 1→2 stokiyometrisini mi varsayıyor? Evet — \(\frac{x^{2}}{\text{C}_0 - x}\) ifadesi, bir girenin iki ürün birimine (her biri x derişiminde) ayrışmasına karşılık gelir; bu da ders kitaplarında en sık karşılaşılan durumdur.
Neden yaklaşık değer yerine ikinci dereceden denklem çözülüyor? Küçük-x kısayolu \((x \approx \sqrt{\text{K}_c\,\text{C}_0})\) ayrışma %5'i aştığında hatalı sonuç verir; ikinci dereceden denklem ise her zaman geçerlidir.
Hangi birimleri kullanmalıyım? Tutarlı molar derişimler (mol/L) kullanın. Bu bağlamda Kc boyutsuzdur.
