Kimyasal Tepkimelerde Hız Reaksiyon Hızı Reaksiyon Hızının Bağlı Olduğu Etkenler REAKSİYON HIZI

Kimyasal Tepkimelerde Hız Önceki ünitelerde kimyasal tepkimelerde girenlerin ürünlere dönüştüğü ve bu dönüşüm sırasında geçerli olan kimya yasaları incelendi. Madde miktarlarındaki değişimler hesaplandı. Ancak girenlerin hangi hızda ürünlere dönüştüğünden yani tepkime hızından söz edilmedi. Bu ünite kapsamı içerisinde tepkimelerin oluşma biçimlerini, hızlarını ve hızlarına etki eden etkenleri inceleyeceğiz. Kimyanın bu dalına kimyasal kinetik denir. REAKSİYON HIZI acer 2 REAKSİYON HIZI

Anlık Hız ve Ortalama Hız Kimyasal tepkimelerde hız denilince girenlerin birim zamanda tüketilme miktarı veya ürünlerin birim zamanda üretilme miktarı anlaşılır. Kısaca tepkime hızı, birim zamanda madde miktarındaki değişmedir. R, r veya ѵ ile gösterilir. Madde miktarındaki değişimin zamandaki değişime oranına ortalama hız denir. Herhangi bir andaki anlık hız ise , madde miktarındaki değişime karşılık – süredeki değişim eğrisine çizilen teğetin eğimidir. REAKSİYON HIZI acer 3 REAKSİYON HIZI

Madde miktarındaki değişme; gram, mol, litre, atm, molarite… v. b *** Madde miktarındaki değişme; gram, mol, litre, atm, molarite… v.b. olabilir. Bu bölümde daha çok molarite kullanılacaktır. Ayrıca karşılaşacağımız problemlerde hangi birimin kullanılacağı mutlaka ifade edilir. *** Zaman Aralığı; yıl, ay, gün, saat, dkk veya saniye olabilir. Gerçekleşen olaya göre en uygun zaman birimi kullanılır. Ayrıca karşılaşacağımız problemlerde hangi birimin kullanılacağı mutlaka ifade edilir. REAKSİYON HIZI acer 4 REAKSİYON HIZI

Kağıdın yanması : saniye Kömürün yanması : dakika Aşağıda bazı olaylarda kullanılabilecek uygun zaman aralıklarına örnekler verilmiştir. Kağıdın yanması : saniye Kömürün yanması : dakika Demirin paslanması : Ay Sütün ekşimesi : Gün Petrolün oluşması : Yüzyıl REAKSİYON HIZI acer 5 REAKSİYON HIZI

Not: Eğer derişimdeki değişme azalma şeklinde ise hız negatif ( – ), derişimdeki değişme artma şeklinde ise hız pozitif ( + ) işaretlidir. Buradaki – maddelerin harcandığını, + ise maddelerin oluştuğunu gösterir. REAKSİYON HIZI acer 6 REAKSİYON HIZI

a ile c saniyeler arasındaki ortalama hız; c. saniyedeki anlık hız; REAKSİYON HIZI acer 7

X2 (g) + Y2 (g) → 2 XY (g) REAKSİYON HIZI acer 8 REAKSİYON HIZI

Örnek : 1 N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g) tepkimesi için, N2 ve H2 ‘nin harcanma hız ifadeleri, NH3 ‘ün oluşma hız ifadesi ve her bir maddeye bağlı tepkime hız ifadelerini yazınız. REAKSİYON HIZI acer 9 REAKSİYON HIZI

4 NH3 (g) + 5 O2 (g) → 4 NO (g) + 6 H2O (g) Örnek : Amonyağın ( NH3 ) yakılması olayında NH3 ‘ün harcanma hızı 4 x 10 – 2 M/s olarak ölçülüyor. 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) → 4 NO (g) + 6 H2O (g) Denklemine göre oluşan ürünlerden her birinin oluşma hızını bulunuz. REAKSİYON HIZI acer 10 REAKSİYON HIZI

Örnek : 2 N2O (g) + 3 O2 (g) → 2 N2O4 (g) Tepkimesinde N2O4 ‘ün oluşma hızı 0,02 M/s olduğuna göre, N2O ve O2 ‘nin harcanma hızlarını hesaplayınız. REAKSİYON HIZI acer 11 REAKSİYON HIZI

Örnek : N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g) Tepkimesinde N2 ‘nin mol sayısı 30 saniyede 0,2 ‘den 0,04 ‘e düştüğüne göre, NH3 ‘ün oluşma hızı ve H2 ‘nin harcanma hızı kaç mol/s ‘dir? REAKSİYON HIZI acer 12 REAKSİYON HIZI

Örnek : 2 HI (g) → H2 (g) + I2 (g) Tepkimesinde 100 saniyede HI derişimi 8 mol/L ‘den 2 mol/L ‘ye düştüğüne göre, HI ‘nın harcanma hızı ve H2 ‘nin oluşma hızı kaçar M/s ‘dir ? REAKSİYON HIZI acer 13 REAKSİYON HIZI

Örnek : C6H12 (s) + 9 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (s) Tepkimesine göre N.Ş.A. ‘da dakikada 0,45 mol O2 harcanıyor. Tepkimede CO2 ‘nin oluşma hızı kaç mol/s ‘dir? REAKSİYON HIZI acer 14 REAKSİYON HIZI

Örnek : Mg + 2 HCl → MgCl2 + H2 (s) Tepkimesine göre 0,96 g Mg metali 100 saniyede HCl ile tamamen tepkimeye giriyor. N.Ş.A ‘da hidrojen gazının oluşma hızını L/s olarak hesaplayınız. REAKSİYON HIZI acer 15 REAKSİYON HIZI

Tepkimenin denklemini yazınız. Örnek: Bir tepkimede girenlerle ürünlerin hızları arasındaki ilişki aşağıda verilmiştir. Tepkimenin denklemini yazınız. REAKSİYON HIZI acer 16 REAKSİYON HIZI

Tepkimenin denklemini yazınız. Örnek: Bir tepkimede yer alan türlerin birim zamanda değişimini gösteren hız ifadeleri arasındaki ilişki aşağıda verilmiştir. Tepkimenin denklemini yazınız. REAKSİYON HIZI acer 17 REAKSİYON HIZI

REAKSİYON HIZININ ÖLÇÜLMESİ VE TAKİBİ Tepkime hızları deneysel olarak bulunur. Tepkime hızlarının ölçülmesinde derişim değişimlerini ölçmek yerine, değişmesi daha kolay belirlenebilen basınç, hacim, renk, elektrik iletkenliği, sıcaklık gibi özelliklerden yararlanılabilir. Fe(k) + 2 HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g) Basınç değişimi Hacim değişimi N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g) REAKSİYON HIZI acer 18 REAKSİYON HIZI

renksiz renksiz kırmızı – kahve renkli Basınç değişimi Hacim değişimi NO (g) + ½ O2 (g) → NO2 (g) renksiz renksiz kırmızı – kahve renkli Basınç değişimi Hacim değişimi Renk değişimi H2 (g) + I2 (g) → 2 HI (g) renksiz mor renkli renksiz P ve V değişimi olmaz. Neden? Ag+ (aq) + Cl – (aq) → AgCl (k) İletkenliğin azalması REAKSİYON HIZI acer 19 REAKSİYON HIZI

REAKSİYON HIZ TEORİLERİ I) ÇARPIŞMA TEORİSİ Çarpışma teorisine göre tepkimeler, tepkimeye giren maddelerin en küçük tanecik boyutunda çarpışmaları sonucu gerçekleşir. Çarpışmalar sonucu tepkimeye giren taneciklerdeki atomlar arasındaki bağlar kopar, atomlar yeniden düzenlenir ve ürünleri oluşturmak üzere atomlar arasında yeni bağlar oluşur. REAKSİYON HIZI acer 20 REAKSİYON HIZI

Bir çarpışmanın tepkimeyle sonuçlanabilmesi için tepkimeye giren taneciklerin uygun yön ve doğrultuda, yeterli hız ve enerjide çarpışmaları gerekir. Bir kaptaki iki madde arasında gerçekleşen tepkimede çok sayıda meydana gelen çarpışmadan çok çok küçük bir kısmı tepkimeyle sonuçlanır. REAKSİYON HIZI acer 21 REAKSİYON HIZI

ÖRNEK: 2HF(g) → H2(g) + F2 (g) tepkimesiyle ilgili olarak, yandaki tepkimelerden hangileri gerçekleşir? REAKSİYON HIZI acer 22 REAKSİYON HIZI

II) GEÇİŞ HALİ TEORİSİ Tepkimeler gerçekleşirken, özellikleri hem ürün hem de reaktiflere benzeyen aktifleşmiş kompleks ya da geçiş hali denilen kararsız bir ara ürünün oluştuğu düşünülmektedir. Aktifleşmiş komplekste, başlangıçtaki bağlar uzamış ve zayıflamış bir halde bulunurken, yeni bağlar sadece kısmen oluşmuş durumdadır. Aktifleşmiş kompleksin potansiyel enerjisi çok yüksektir. Bu nedenle kararsızdır. REAKSİYON HIZI acer 23 REAKSİYON HIZI

( Aktifleşmiş Kompleks ) A2 + B2 → 2 AB A – A + B – B → → 2 A – B Geçiş Hali ( Aktifleşmiş Kompleks ) REAKSİYON HIZI acer 24 REAKSİYON HIZI

Not: Bir tepkimenin hızı eşik enerjisi ile ters orantılıdır Not: Bir tepkimenin hızı eşik enerjisi ile ters orantılıdır. Eşik enerjisi (aktifleşme enerjisi) büyük olan tepkimenin hızı küçüktür. Eşik enerjileri düşük olan tepkimelerde eşik enerjisini aşan moleküllerin sayısı fazla olacağından tepkime daha hızlı olur. REAKSİYON HIZI acer 25 REAKSİYON HIZI

Örnek: Aşağıda verilen P. E. – T. K Örnek: Aşağıda verilen P.E. – T.K. grafiklerine göre tepkime hızlarını karşılaştırınız. - I - - II - - III - REAKSİYON HIZI acer 26 REAKSİYON HIZI

Örnek: REAKSİYON HIZI acer 27

Örnek: REAKSİYON HIZI acer 28

Örnek: REAKSİYON HIZI acer 29

Örnek: REAKSİYON HIZI acer 30

Örnek: REAKSİYON HIZI acer 31

Örnek: REAKSİYON HIZI acer 32

Örnek: REAKSİYON HIZI acer 33