11. Sınıf Kimya · 1. Ünite: Enerji · Kimyasal Tepkimelerde Hız
Hız Denklemi ve Tepkime Derecesi
Bir kimyasal tepkimenin ne kadar hızlı gerçekleşeceğini yalnızca nitel olarak değil, nicel olarak da ifade edebilmek için hız denklemine ihtiyaç duyarız. Bu konuda deneysel verilerden hareketle bir tepkimenin hız denklemini, tepkime derecesini ve hız sabitini belirlemeyi öğrenecek; belirlenen hız denklemini kullanarak farklı koşullardaki tepkime hızını tahmin edebileceksin.
Kazanımlar
- KİM.11.1.8. Başlangıç derişimleri ve başlangıç hızı verilerini kullanarak tepken derişiminin tepkime hızına etkisine ilişkin önermeler oluşturur.
- KİM.11.1.8. Deneysel veri setinden tepkime derecesini (sıfırıncı, birinci, ikinci) belirler.
- KİM.11.1.8. Hız sabitini (k) hesaplar ve birimini toplam tepkime derecesine göre ifade eder.
- KİM.11.1.8. Hız denklemini kullanarak farklı derişimlerde beklenen tepkime hızını tahmin eder ve tahmininin geçerliliğini sorgular.
Konu anlatımı
Hız Denklemi Neden Gerekli?
Hız Denkleminin Genel Biçimi
Başlangıç Hızları Yöntemiyle Tepkime Derecesinin Belirlenmesi
Hız Sabitinin Birimi
Çözümlü Örnekler
Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları
Anahtar terimler
- Hız denklemi
- Tepkime hızını, tepken derişimlerinin üslü çarpımı olarak gösteren matematiksel ifade: Hız = k[A]^m[B]^n.
- Hız sabiti (k)
- Sıcaklığa bağlı, derişimden bağımsız orantı sabiti. Birimi toplam tepkime derecesine göre değişir.
- Tepkime derecesi (kısmi)
- Bir tepkenin derişiminin hız denklemindeki üssü. Deneysel olarak belirlenir.
- Toplam tepkime derecesi
- Hız denklemindeki tüm kısmi derecelerin toplamı (m + n + ...).
- Başlangıç hızı
- Tepkime başladığı anda (t = 0) ölçülen anlık tepkime hızı. Ürün birikimi etkisini dışlar.
- Başlangıç hızları yöntemi
- Farklı başlangıç derişimleriyle yapılan deneylerin hızlarını karşılaştırarak tepkime derecelerini belirleme yöntemi.
- Sıfırıncı derece tepkime
- Hızın tepken derişiminden bağımsız olduğu tepkime. Hız = k.
- Birinci derece tepkime
- Hızın tepken derişimiyle doğru orantılı olduğu tepkime. Hız = k[A].
- İkinci derece tepkime
- Hızın tepken derişiminin karesiyle orantılı olduğu tepkime. Hız = k[A]^2 veya Hız = k[A][B].
Örnek soru
Bir tepkimenin hız denklemi $\text{Hız} = k[\text{A}]^2[\text{B}]$ şeklindedir. Bu denklemde yer alan üslerle (2 ve 1) ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- Deneysel olarak belirlenir; yalnızca tek basamaklı tepkimelerde denklem katsayılarıyla aynı olabilir.
- Denkleştirilmiş tepkime denklemindeki katsayılardır.
- Her zaman 1 veya 2 değerini alır; kesirli olamaz.
- Sıcaklık arttıkça büyür.
- Ürünlerin derişimlerinden hesaplanır.
Doğru cevap: A
Çözüm
1. Hız denklemindeki üsler (tepkime dereceleri) deneysel olarak belirlenir.
2. Yalnızca tek basamaklı (elementer) tepkimelerde bu üsler denkleştirilmiş denklemdeki katsayılara eşit olabilir; genel tepkimelerde böyle bir zorunluluk yoktur.
3. Sıcaklık değişimi $k$ değerini etkiler ancak dereceleri (üsleri) değiştirmez.
4. Üsler ürün derişimlerinden değil, tepken derişimlerinden bulunur.
Doğru cevap A'dır. B şıkkı en yaygın kavram yanılgısıdır; katsayılar dereceyi yalnızca elementer tepkimelerde verir.