11. Sınıf Kimya · 1. Ünite: Enerji · Kimyasal Tepkimelerde Hız
Tepkime Hızı ve Ortalama Hız
Bir kimyasal tepkimenin ne kadar hızlı ya da yavaş ilerlediğini sayısal olarak ifade etmek, hem laboratuvarda hem sanayide kritik öneme sahiptir. Bu konuda tepkime hızını birim zamandaki derişim değişimi olarak tanımlayacak, derişim–zaman grafikleri çizecek, farklı zaman aralıkları için ortalama hız hesaplayacak ve hızın zamanla neden azaldığını çarpışma teorisiyle açıklayacaksın.
Kazanımlar
- KİM.11.1.6.a Tepken ve ürün derişimlerinin zamanla değişimine ilişkin verileri kullanarak tepkime hızının zamanla değişimine dair önermeler oluşturur.
- KİM.11.1.6.b Tepkime hızının zamanla değişimine ilişkin veriye dayalı olan ve olmayan önermeleri karşılaştırır.
- KİM.11.1.6.c Bir tepkimenin farklı zaman aralıklarındaki ortalama hızlarını hesaplar.
- KİM.11.1.6.ç Tepkime hızının zamanla azalmasının nedenini çarpışma teorisi temelinde sorgular.
Konu anlatımı
Tepkime hızı neden önemli?
Tepkime hızının matematiksel tanımı
Derişim–zaman grafikleri ve ortalama hız
Harcanma ve oluşma hızları arasındaki ilişki
Hızın zamanla azalması ve çarpışma teorisi
Çözümlü örnekler
Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları
Anahtar terimler
- Tepkime hızı
- Birim zamanda tepken derişiminin katsayıya bölünmüş azalma miktarı veya ürün derişiminin katsayıya bölünmüş artma miktarı; birimi mol/(L·s).
- Ortalama tepkime hızı
- Belirli bir zaman aralığında (Δt) derişim değişiminin zamana oranı ile hesaplanan hız değeri.
- Harcanma hızı
- Bir tepkenin birim zamandaki derişim azalma miktarı; tepkime hızı ile katsayının çarpımına eşittir.
- Oluşma hızı
- Bir ürünün birim zamandaki derişim artma miktarı; tepkime hızı ile katsayının çarpımına eşittir.
- Derişim–zaman grafiği
- Yatay eksende zaman, dikey eksende derişim bulunan ve tepkimenin ilerleyişini gösteren grafik türü.
- Çarpışma teorisi
- Tepkime gerçekleşmesi için taneciklerin yeterli enerji ve uygun yönelimle çarpışması gerektiğini öne süren teori.
- Aktivasyon enerjisi
- Bir tepkimenin gerçekleşmesi için çarpışan taneciklerin sahip olması gereken minimum enerji.
- Etkili çarpışma
- Aktivasyon enerjisi eşiğini aşan ve uygun geometrik yönelime sahip olan, ürün oluşumuyla sonuçlanan çarpışma.
Örnek soru
Aşağıdakilerden hangisi tepkime hızının doğru tanımıdır?
- Tepkimede harcanan toplam tepken kütlesi
- Tepkimenin tamamlanması için gereken süre
- Birim zamanda oluşan ürünün tanecik sayısı
- Birim zamanda tepken veya ürün derişimindeki değişimin katsayıya bölünmüş hâli
- Tepken ve ürün kütlelerinin farkı
Doğru cevap: D
Çözüm
1. Tepkime hızı, birim zamandaki derişim değişiminin stokiyometrik katsayıya bölünmüş hâli olarak tanımlanır. Birimi mol/(L·s) dir.
2. A şıkkı kütle değişimini tanımlar; hız derişim değişimiyle ifade edilir. B şıkkı toplam süreyi verir, birim zamandaki değişimi değil.
3. C şıkkı tanecik sayısından söz eder ancak katsayıya bölme ve derişim kavramını atlar; D şıkkı en eksiksiz tanımdır.