Reaksiyon Hızı - Konu detayı - Webders.net
Kimya

Reaksiyon Hızı

Tepkime Hızı, Ortalama Hız ve Anlık Hız

Kimyasal tepkime hızları da diÄŸer alanlardaki gibi, bir özellikteki deÄŸiÅŸimin, deÄŸiÅŸimin olduÄŸu zamana bölümü olarak tanımlanabilir. Kimyasal tepkimelerde girenlerin ne kadar hızla tüketildiÄŸi veya ürünlerin ne kadar hızla oluÅŸtuÄŸu tepkimelerin hızını oluÅŸturmakta­dır. Bir kimyasal tepkime, tepkimeye girenlerin za­manla ürünlere dönüÅŸtüÄŸü bir süreçtir. Bu süreçte gi­renlerin miktarı azalırken, ürünlerin miktarı artar. Tep­kime ilerledikçe, tepkimeye katılanların ürünlere dö­nüÅŸüm hızı azalır.

Tepkime hızı, belirli bir zaman aralığında olu­ÅŸan deriÅŸim deÄŸiÅŸimidir.

Girenler esas alınmışsa deriÅŸimdeki azalmadan, ürünler esas alınmışsa deriÅŸimdeki artmadan bahse­dilebilir.

Tepkime hızı = Derişimdeki değişim / Zaman aralığı

Burada bahse konu olan hız, ortalama hızdır. Belirli bir zaman aralığında deriÅŸimdeki deÄŸiÅŸimin, za­mandaki deÄŸiÅŸime oranına reaksiyonun ortalama hızı denir. Reaksiyonun ortalama hızını formülle göster­mek gerekirse, aÅŸağıdaki bağıntı ortaya çıkar:

rort = Δc / Δt

Reaksiyonun anlık hızı, zamana karşı deriÅŸimin grafiÄŸe geçilmesi ile elde edilen eÄŸriye t anında çizi­len teÄŸetin eÄŸimidir. Reaksiyon ilerledikçe anlık hız deÄŸiÅŸir. Anlık hızın formüle edilmesi aÅŸağıdaki gibi olur:

c(t) = dc / dt

Tepkime Hızınnın Ölçülmesi

Uygulamada tepkime hızını ölçmek için tepkime­nin baÅŸladığı ve bittiÄŸi zaman aralığı belirlenmelidir. Tepkimeye giren maddelerin miktarındaki azalma ve­ya ürünlerin miktarındaki artma direk gözlenemediÄŸi için tepkimedeki bazı özelliklerin zamanla deÄŸiÅŸimi gözlenerek sonuca ulaşılabilir. Bu özellikler; renk de­ÄŸiÅŸimi, iletkenlik deÄŸiÅŸimi, basınç deÄŸiÅŸimi, pH deÄŸiÅŸi­mi, ısı deÄŸiÅŸimi, çökelme, hacim deÄŸiÅŸimi ve ışık ola­bilir. Yaygın olarak renk deÄŸiÅŸimi, iletkenlik deÄŸiÅŸimi, basınç deÄŸiÅŸimi ve pH deÄŸiÅŸimi araç olarak kullanılır.

1. Basınç deÄŸiÅŸimi ile

Basınç deÄŸiÅŸiminin araç olarak kullanılabilmesi için tepkimede gazların olması ve gazların mol sayı­larının deÄŸiÅŸmesi gerekir. Sabit sıcaklık koÅŸulunda hacim sabit tutularak basınç deÄŸiÅŸimi veya basınç sa­bit tutularak hacim deÄŸiÅŸimi gözlem aracı olarak kul­lanılabilir.

 A + B → 2C  tepkimesinde basınç veya hacim deÄŸiÅŸimi araç olarak kullanılamaz. Nedeni ise girenlerin katsayıları topla­mının ürünlerin katsayıları toplamına eÅŸit olmasıdır.

A + B → C türündeki tepkimelerde ise basınç deÄŸiÅŸimi ile reaksiyon hızı ölçülebilir. Çünkü girenlerin katsayıları toplamı 2, ürünlerin katsayı toplamı ise 1'dir. Sabit sıcaklık ve hacim altında basınç azalacaktır. Basınçdaki azalma gözlenerek tepkime hızı hakkında fikir sahibi olunabilir.

2. Ä°letkenlik deÄŸiÅŸimi ile

Ä°letkenlik deÄŸiÅŸiminin araç olarak kullanılması için çözelti ortamında gerçekleÅŸen tepkimelerde iyonların deriÅŸimi deÄŸiÅŸmelidir. ÖrneÄŸin;

Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(k) tepkimesinde iyonların deriÅŸimi zamanla azalacak, buna baÄŸlı olarak iletkenlikte azalacaktır. Ä°letkenlikte­ki azalma gözlenerek tepkime hızı ölçülebilir.

3. Renk deÄŸiÅŸimi ile

Renk deÄŸiÅŸiminin gözlenebilmesi için tepkimede renkli maddeler bulunmalı ve zamanla renk deÄŸiÅŸme­lidir. Ürünlerin ve girenlerin renkleri farklı ise renk dönüÅŸümünün hızından tepkime hızını da görebiliriz.

4. pH deÄŸiÅŸimi ile

pH deÄŸiÅŸiminin araç olarak kullanılabilmesi için tepkime H+ veya OH- iyonları olmalı ve bu iyonların deriÅŸimi deÄŸiÅŸmelidir.

Çarpışma Teorisi

Kimyasal tepkimeler, bir baÄŸ düzenindeki tane­ciklerin (atom, iyon molekül) yeni bir baÄŸ düzenine geçmesidir. Bir baÅŸka ifade ile baÄŸlar kırılır ve yeni baÄŸlar oluÅŸur.

Bir tepkimenin baÅŸlayabilmesi için maddelerin bir araya getirilmesi gerekir. Bir baÅŸka ifade ile tanecikle­rin çarpışması gerekir. Asitler ve bazlar bir araya ge­tirilince kendiliÄŸinden tepkime verir. Ancak, öncelikle bir araya getirilmesi gerekir.

Tanecikler arasındaki her çarpışma tepkime ile sonuçlanmaz. Bir kapta bir arada bulunan metan ga­zı ve hava birbiri ile tepkime vermez. Bunun için bir kı­vılcım gerekir. Her tepkimenin baÅŸlaması için gerekli olan enerji farklıdır. Taneciklerin enerjilerinin toplamı, tepkimenin baÅŸlaması ve devam etmesi için yeterli deÄŸilse tepkime gerçekleÅŸmez.

Enerjisi yeterli olmadığı için çarpışmalarına raÄŸ­men tepkime vermeyen taneciklerin çarpışmasına et­kin olmayan çarpışma denir.

OluÅŸacak moleküllerin geometrik düzeni ve elekt­ron dağılımı çarpışmaların belli bir geometrik doÄŸrultu­sunda çarpışmasını gerektirir. Uygun geometrik doÄŸ­rultuda çarpışmayan moleküller tepkime veremez.

çarpışma teorisi

Çarpışma teorisine göre bir tepkimenin oluÅŸabil­mesi için;
  1. Taneciklerin çarpışması,
  2. Çarpışmaların etkin çarpışma (enerjisi yeterli) olması,
  3. Taneciklerin uygun geometrik doÄŸrultuda çar­pışması gerekir.

AktifleÅŸme Enerjisi

Karışım halinde olan H2 ve O2 tepkime vermez. Bir dış etki olmadıkça hidrojen ve oksijen karışımı patlamaz, patlama için bir kıvılcım, bir alev ya da ısı gereklidir. Odun, kömür, mum, kağıt gibi maddeler ha­vada uzun süre deÄŸiÅŸmeden durabilir. TutuÅŸmaları için, sıcaklık, alev, sürtünme ya da ısı gerekir.

Bir tepkimenin baÅŸlayabilmesi için gerekli olan en düÅŸük enerji miktarına aktifleÅŸme enerjisi veya eÅŸik enerjisi denir.

Bu bir enerji engelidir. Bu enerji engelini aÅŸan ve uygun geometrik doÄŸrultuda çarpışan tanecikler ara­sında tepkime gerçekleÅŸebilir.

Taneciklerin çarpışarak ürüne dönüÅŸebilmeleri için gerekli olan minimum enerji, bir diÄŸer ifade ile ak­tifleÅŸme enerjisi küçük ise fazla molekülün kinetik enerjisi bu engeli aÅŸar ve tepkime hızlı gerçekleÅŸir.

AktifleÅŸme enerjisi yüksek ise çok az molekülün kinetik enerjisi bu enerji engelini aÅŸabilir ve tepkime yavaÅŸ gerçekleÅŸir.

aktifleÅŸme enerjisi

A bölgesinde bulunan tanecikler uygun geometrik doÄŸrultuda çarpışsalar bile tepkime gerçekleÅŸmez. Enerjileri aktifleÅŸme enerjisini aÅŸmamıştır.

B bölgesindeki taneciklerin kinetik enerjileri Ea barajını aÅŸtığı için bu taneciklerin uygun geometrik doÄŸrultuda çarpışması tepkime ile sonuçlanır.

  • AktifleÅŸme (aktivasyon) enerjisine eÅŸik enerjisi de denir.
  • AktifleÅŸme enerjisi Ea ile gösterilir. Eai = Ä°leri tepkimenin aktifleÅŸme enerjisi Eag = Geri tepkimenin aktifleÅŸme enerjisi
  • AktifleÅŸme enerjisini basınç ve sıcaklık etkile­mez.
  • AktifleÅŸme enerjisini madde miktarı etkilemez.
  • AktifleÅŸme enerjisini katalizör etkiler.
Yorumlar
Sen de Yaz