• REAKSİYON HIZI
Birim zamanda reaksiyona girenlerin yada ürünlerin miktarlarındaki değişmeye
reaksiyon hızı denir.
N2 + 3H2
® 2NH3 reaksiyona göre;
Hızlar arasındaki ilişki
Potansiyel Enerji Tepkime Koordinatı Grafikleri
Bir tepkimenin gerçekleşebilmesi için, -
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.)
Grafiğin yorumu -
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.
Hız İfadesi ve Hıza Etki Eden Faktörler
Tek kademede gerçekleşen bir reaksiyonun hızı reaksiyona girenlerin
derişimlerine göre yazılır. Her reaksiyonun aktifleşme enerjisi farklı
olacağından her reaksiyon için farklı bir sabit kullanılmalıdır.
N2(g) + 3H2(g)
® 2NH3(g)
2X(g) + Y(s) ® Z(g)
+ T(k)
Not : Katı ve saf sıvıların derişimleri sabit olduğundan hız ifadesinde
yazılmazlar.
k: Her reaksiyon için farklı olan bir sabittir. -
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.
Sıcaklık artarsa; -
Moleküllerinin hareket hızı artar.
-
Çarpışma sayısı artar.
-
Ortalama kinetik enerji artar.
-
Aktifleşmiş kompleks sayısı artar.
-
k sabiti büyür.
Not : Sıcaklığın değişmesi ile aktifleşme enerjisinin değeri değişmez.
Bir tepkimenin farklı iki sıcaklıktaki tanecik sayısı kinetik enerji dağılım
grafiği şekildeki gibidir.
-
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.
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.
Not : Canlı organizmalarda katalizör görevi yapan enzimler vardır, bu arada
reaksiyonu yavaşlatan inhibritörler vardır. -
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.
Kademeli (Mekanizmalı) Reaksiyon Hızı
Bir tepkime tek basamakta değil de birden fazla basamakta oluşuyorsa böyle
tepkimelere kademeli reaksiyonlar denir. Kademeli reaksiyonlarda her basamağın
kendine göre bir hızı vardır. Ancak net reaksiyonun hızını en yavaş kademe
belirler.
Örnek
Kademeli olarak yürüyen OCl– + I– ® Cl– + OI–
tepkimesinin ara basamakları
OCl– + H2O
® HOCl + OH– (hızlı)
I– + HOCl ® HOI + Cl– (yavaş)
HOI + OH– ® H2O + OI– (hızlı)
şeklindedir.
Aşağıdaki soruları yanıtlayınız?
a. Ara ürünler hangileridir?
b. Katalizör hangi maddedir?
c. Reaksiyonun hız denklemi nasıldır?
d. Ortama saf H2O ilave edilirse hız nasıl değişir?
Çözüm -
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.
Hızın Takip Edilmesi ve Ölçülmesi -
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.
|