Tepkime hızı, birim zamanda girenlerin azalma veya ürünlerin artma miktarıdır. AYT’de hızı etkileyen faktörler ve hız bağıntısı sorulur.
Tepkime hızı
- Ortalama hız = Δ[derişim] / Δt. Girenler için azalma, ürünler için artma esas alınır.
- Katsayılarla orantılı: aA + bB → cC için hızlar, katsayılara bölünerek eşit yazılır.
- Birimi: mol/L·s (M/s).
Çarpışma teorisi
- Tepkime için taneciklerin çarpışması gerekir, ancak her çarpışma tepkime vermez.
- Etkin çarpışma: Yeterli enerjiyle ve uygun doğrultuda olan çarpışmadır.
- Aktivasyon enerjisi (Eₐ): Tepkimenin başlaması için gereken en az enerji. Eₐ küçükse hız büyüktür.
- Aktifleşmiş kompleks: Reaktifler ile ürünler arasındaki kararsız, yüksek enerjili ara hâl.
Hızı etkileyen faktörler
- Derişim (veya gazlarda basınç): Derişim arttıkça birim hacimdeki tanecik sayısı artar; çarpışma sayısı ve hız artar.
- Sıcaklık: Artınca tanecik kinetik enerjisi artar; etkin çarpışma sayısı ve hız artar. Hem ekzotermik hem endotermik tepkimelerin hızı artar.
- Temas yüzeyi (katılarda): Parçalayıp küçültmek yüzeyi artırır; hız artar.
- Katalizör: Aktivasyon enerjisini düşürür (farklı bir yol sunar); tepkime hızını artırır, kendisi tüketilmez; ΔH’yi ve denge sabitini değiştirmez.
- Maddenin cinsi: Bağ yapısı farklı tepkimeler farklı hızlarda gerçekleşir (iyonik tepkimeler genellikle hızlıdır).
Hız bağıntısı (hız yasası)
- r = k · [A]ᵐ · [B]ⁿ (k: hız sabiti; m, n: mertebe).
- Mertebe deneysel olarak bulunur; katsayılardan çıkarılamaz (elemanter tepkimeler hariç).
- Toplam mertebe = m + n.
- Hız sabiti (k) sıcaklıkla değişir; derişime bağlı değildir.
- Mertebesi sıfır olanın hızı derişimden bağımsızdır.
Tepkime mekanizması
- Tepkime birkaç basamakta gerçekleşebilir. En yavaş basamak, toplam hızı belirleyen hız belirleyen basamaktır.
- Ara ürün bir basamakta oluşup sonrakinde tükenir; katalizör bir basamakta tüketilip sonrakinde yeniden oluşur.
Sınavda dikkat
- Katalizör ΔH’yi değiştirmez; yalnızca Eₐ’yı düşürür.
- Sıcaklık artışı hem Eₐ’yı değil, etkin çarpışma oranını artırır.
- Hız bağıntısındaki derişim üsleri deneyden bulunur; denkleştirilmiş denklemin katsayıları olmak zorunda değildir.
- Hız belirleyen basamak en yavaş olanıdır.
Sık sorulan sorular
Aktivasyon enerjisi nedir?
Tepkimenin başlaması için gereken en düşük enerjidir.
Katalizör tepkimeyi nasıl hızlandırır?
Aktivasyon enerjisini düşürerek.
Sıcaklık arttığında hız neden artar?
Taneciklerin kinetik enerjisi arttığından etkin çarpışma sayısı artar.
Mertebe nasıl bulunur?
Deneysel verilerden; denklem katsayılarından değil.