[FONT="]Bu ders notumuzda Kimya dersinin Reaksiyon Hızı konusu altında; Reaksiyon Hızına Etki Eden Faktörler, Kademeli (Mekanizmalı) Reaksiyon Hızı, Hızın Takip Edilmesi ve Ölçülmesi vb. başlıklar hakkında detaylı bilgileri bulabilirsiniz.[/FONT]
[h=1]REAKSİYON HIZI[/h][FONT="]Birim zamanda reaksiyona girenlerin yada ürünlerin miktarlarındaki değişmeye reaksiyon hızı denir.[/FONT]
[FONT="]N2 + 3H2 ® 2NH3 reaksiyona göre;[/FONT]
[FONT="]
[/FONT]
[FONT="]Hızlar arasındaki ilişki
[/FONT]
[h=3]Potansiyel Enerji Tepkime Koordinatı Grafikleri[/h][FONT="]Bir tepkimenin gerçekleşebilmesi için,[/FONT]
[/FONT]
[FONT="]Grafiğin yorumu[/FONT]
[FONT="]N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g)
V = k. [N2] . [H2]3
[/FONT]
[FONT="]2X(g) + Y(s) ® Z(g) + T(k)[/FONT]
V = k . [X]2
[FONT="]Not : Katı ve saf sıvıların derişimleri sabit olduğundan hız ifadesinde yazılmazlar.[/FONT]
[FONT="]k: Her reaksiyon için farklı olan bir sabittir.[/FONT]
[FONT="]Bir tepkimenin farklı iki sıcaklıktaki tanecik sayısı kinetik enerji dağılım grafiği şekildeki gibidir.[/FONT]
[FONT="]
[/FONT]
[/FONT]
[FONT="]Katalizörler bir tepkimeyi başlatamazlar, başlamış tepkimeyi durduramazlar. tepkimenin yönünü değiştiremezler, ürün miktarına etki etmezler, tepkimenin DH’ını değiştiremezler. Ancak; tepkimenin aktifleşme enerjisini değiştirirler, k sabitini değiştirirler ve tepkimenin mekanizmasını değiştirebilirler.[/FONT]
[FONT="]Not : Canlı organizmalarda katalizör görevi yapan enzimler vardır, bu arada reaksiyonu yavaşlatan inhibritörler vardır.[/FONT]
[FONT="]Örnek[/FONT]
[FONT="]Kademeli olarak yürüyen OCl– + I– ® Cl– + OI–[/FONT]
[FONT="]tepkimesinin ara basamakları[/FONT]
[FONT="]OCl– + H2O ® HOCl + OH– (hızlı)[/FONT]
[FONT="]I– + HOCl ® HOI + Cl– (yavaş)[/FONT]
[FONT="]HOI + OH– ® H2O + OI– (hızlı)[/FONT]
[FONT="]şeklindedir.[/FONT]
[FONT="]Aşağıdaki soruları yanıtlayınız?[/FONT]
[FONT="]a. Ara ürünler hangileridir?[/FONT]
[FONT="]b. Katalizör hangi maddedir?[/FONT]
[FONT="]c. Reaksiyonun hız denklemi nasıldır?[/FONT]
[FONT="]d. Ortama saf H2O ilave edilirse hız nasıl değişir?[/FONT]
[FONT="]Çözüm[/FONT]
[h=1]REAKSİYON HIZI[/h][FONT="]Birim zamanda reaksiyona girenlerin yada ürünlerin miktarlarındaki değişmeye reaksiyon hızı denir.[/FONT]
[FONT="]N2 + 3H2 ® 2NH3 reaksiyona göre;[/FONT]
[FONT="]
[FONT="]Hızlar arasındaki ilişki
[h=3]Potansiyel Enerji Tepkime Koordinatı Grafikleri[/h][FONT="]Bir tepkimenin gerçekleşebilmesi için,[/FONT]
- Reaksiyona giren moleküller çarpışmalıdır.
- Her çarpışma reaksiyonla sonuçlanmaz, uygun çarpışma olması gerekir.
- Çarpışan moleküllerin belirli bir enerjiye sahip olmaları gerekir. Bu enerji reaksiyonunun gerçekleşebilmesi için gerekli olan minimum enerjidir. (Aktifleşme enerjisidir.)
[FONT="]Grafiğin yorumu[/FONT]
- Reaksiyona girenlerin enerjisi 0 k.kal’dir.
- Ürünlerin enerjisi -50 k.kal’dir.
- Eai = 70 k.kal Eag = 120 k.kal’dir. DH = -50 k.kal’dir.
- DH = Eai – Eag
- Yüksek sıcaklıkta girenler kararlıdır. Düşük sıcaklıkta ürünler kararlıdır.
[FONT="]N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g)
V = k. [N2] . [H2]3
[/FONT]
[FONT="]2X(g) + Y(s) ® Z(g) + T(k)[/FONT]
V = k . [X]2
[FONT="]Not : Katı ve saf sıvıların derişimleri sabit olduğundan hız ifadesinde yazılmazlar.[/FONT]
[FONT="]k: Her reaksiyon için farklı olan bir sabittir.[/FONT]
- Derişim : Reaksiyona giren maddelerin derişimleri değiştirilirse hız da değişir.
- Basınç – Hacim : Basıncın değişmesi hacmin değişmesine bağlı olarak düşünülmelidir. Hacim değişirse reaksiyona giren tüm madde derişimleri değişeceğinden hız da değişir.
- Sıcaklık : Sıcaklığın arttırılması bütün tepkimelerin hızını arttırır.
- Moleküllerinin hareket hızı artar.
- Çarpışma sayısı artar.
- Ortalama kinetik enerji artar.
- Aktifleşmiş kompleks sayısı artar.
- k sabiti büyür.
[FONT="]Bir tepkimenin farklı iki sıcaklıktaki tanecik sayısı kinetik enerji dağılım grafiği şekildeki gibidir.[/FONT]
[FONT="]
- Katalizör : Başlamış bir reaksiyona herhangi bir anda girerek reaksiyonun aktifleşme enerjisini düşürüp reaksiyonu hızlandıran daha sonra kendisinde hiçbir değişiklik olmadan elde edilen maddeye katalizör madde denir.
[FONT="]Katalizörler bir tepkimeyi başlatamazlar, başlamış tepkimeyi durduramazlar. tepkimenin yönünü değiştiremezler, ürün miktarına etki etmezler, tepkimenin DH’ını değiştiremezler. Ancak; tepkimenin aktifleşme enerjisini değiştirirler, k sabitini değiştirirler ve tepkimenin mekanizmasını değiştirebilirler.[/FONT]
[FONT="]Not : Canlı organizmalarda katalizör görevi yapan enzimler vardır, bu arada reaksiyonu yavaşlatan inhibritörler vardır.[/FONT]
- Temas Yüzeyi : Reaksiyona giren katı yada sıvıların temas yüzeyini arttırmak, reaksiyonun hızlanmasına sebep olur. Temas yüzeyini arttırmak derişimleri değiştirmeyeceğinden k sabitinin değişmesine sebep olur.
- Maddenin Cinsi
- İyon reaksiyonları diğer reaksiyonlara göre daha hızlı gerçekleşir.
- Organik reaksiyonlar diğer reaksiyonlara göre daha yavaş gerçekleşir.
- Reaksiyona giren madde çeşidi ve katsayı arttıkça reaksiyon daha yavaş gerçekleşir.
[FONT="]Örnek[/FONT]
[FONT="]Kademeli olarak yürüyen OCl– + I– ® Cl– + OI–[/FONT]
[FONT="]tepkimesinin ara basamakları[/FONT]
[FONT="]OCl– + H2O ® HOCl + OH– (hızlı)[/FONT]
[FONT="]I– + HOCl ® HOI + Cl– (yavaş)[/FONT]
[FONT="]HOI + OH– ® H2O + OI– (hızlı)[/FONT]
[FONT="]şeklindedir.[/FONT]
[FONT="]Aşağıdaki soruları yanıtlayınız?[/FONT]
[FONT="]a. Ara ürünler hangileridir?[/FONT]
[FONT="]b. Katalizör hangi maddedir?[/FONT]
[FONT="]c. Reaksiyonun hız denklemi nasıldır?[/FONT]
[FONT="]d. Ortama saf H2O ilave edilirse hız nasıl değişir?[/FONT]
[FONT="]Çözüm[/FONT]
- Ara ürün reaksiyonun birisinde ürün iken diğerinde reaktif konumun da olan maddelere denir. HOCl, OH–, HOI ara üründür.
- Katalizör reaksiyona girip değişikliğe uğramadan çıkan maddelere denir.
H2O katalizördür. - Kademeli reaksiyonlarda hız denklemi yavaş basamağa göre yazılır.
Hız denklemi J = k. [I–] . [HOCl] dir.
- Kademeli reaksiyonlarda hızı, yavaş basamaktaki maddelerin derişimlerinin değiştirilmesi sonucunda değişir. Ancak saf H2O ilavesi çözeltisinin hacmini artıracağından yavaş basamaktaki I– ve HOCl derişimleri azalır ve hız küçülür.
- Renk değişimi olan reaksiyonlarda renk değişimiyle hız takip edilebilir.
- İyon reaksiyonlarında elektrik iletkenliği ölçülerek hız takip edilebilir.
- Gaz reaksiyonlarında ise reaksiyon giren mol sayısı ürünlerin mol sayısından farklı ise basınç değişimiyle ölçülebilir.