KİMYASAL TEPKİMELERİN DERECESİ

11. sınıflar ve üniversiteye hazırlık kimya konusu. Kimyasal tepkimelerde hız denkleminin yazılması. Kimyasal tepkimelerin derecelerinin belirlenmesi. Konu anlatımı ve örnekler.


Tepkime Derecesi

Bir kimyasal tepkimede derişimleri değişen reaktifler katsayıları üs olacak biçimde yazılırsa, bu maddelerin üsleri toplamı tepkimenin derecesi olur.

Tepkime derecesi gelişigüzel yazılamaz. Tepkime derecesi derişimi veya basıncı değişen maddeler için yazılabilir. Katı maddelerin derecesi 0’dır. Saf sıvı maddelerin derecesi de 0’dır. Saf sıvı ve saf katı maddeleri hız bağıntısına yazmaya gerek yoktur. 


Hız Bağıntısı

Bir k sabiti ile reaktiflerin dereceli biçimde yazılması ile elde edilen denkleme hız bağıntısı adı verilir.

Aşağıdaki gibi bir tepkime gerçekleştiğini varsayalım.

aX(g) + bY(g) → cXY(g)

Bu tepkimenin hız bağıntısı aşağıdaki gibidir.

v = k.[X]a . [Y]b

[X] : X maddesinin derişimi

[Y]: Y maddesinin derişimi

a + b = Tepkimenin derecesi

k : Hız sabiti. k sabiti, tepkime hızını belirleyen faktörler tarafından belirlenir.

k hız sabiti tepkimenin cinsine ve sıcaklığa bağlıdır. 

Katalizör kullanımı k’yı değiştirir.


Örnek:

2CH3(OH)(g) + 3O2 → 2CO2(g) + 4H2O(g)  

Tepkimesinin hız bağıntısını Molariteye ve basınca göre yazarak derecesini belirleyiniz.


Çözüm:

Molariteye göre, tepkimenin hız bağıntısı aşağıdaki gibidir.

V = k.[ CH3(OH)]2 . [O2]3

Tepkime 2 + 3 = 5. Derecedendir.


Basınca göre hız bağıntısı aşağıdaki şekildedir.

V = k2.[ P CH3(OH)]2 . [PO2]3

Bu bağıntı bize neyi ifade eder? CH3(OH) nin basıncı 2 birim azalırsa, O2 nin basıncı 3 birim azalır. Basınca bağlı k sabiti, molariteye bağlı k sabitinden farklıdır.


Örnek:

2NaHCO3(k) → Na2CO3(k) + CO2(g) + H2O(g)

Tepkimesinin hız bağıntısını yazınız, derecesini belirleyiniz.


Çözüm:

Tepkimeye giren NaHCO3 katı halde olduğundan bu maddenin üssü 0’dır.

V = k.[NaHCO3]0

V = k olur.

Tepkime 0. Dereceden bir tepkimedir.


Örnek:

Mg(k) + O2(g) → MgO2(k)


Yukarıdaki tepkimenin hız bağıntısını yazınız. Tepkimenin kaçıncı dereceden olduğunu belirleyiniz.

Çözüm:

Tepkimeye giren Mg katı, O2 gaz formundadır. Bu durumda Mg derişiminin üssü 0 olur.

V = k.[Mg]0 . [O2]1

Tepkime 0 + 1 = 1. Dereceden bir tepkimedir.


Örnek:

2AB3(g) + 2C2(g) → 2AB + 2B2C2

Tepkimesinin hız denklemini yazınız. Tepkime derecesini belirleyiniz.


Çözüm:

AB3 bileşiğinin katsayısı 1, C maddesinin katsayısı 2 alınır.

V = k.[AB3]2 . [C]2

Tepkime 2 + 2 = 4. Derecedendir.


Örnek:

2X + Y2 → X2Y2

Denklemine göre gerçekleşen bir tepkimenin hızı ile ilgili deney sonuçları aşağıdadır.

Tepkime_derecesi1


Yukarıdaki tepkimeye göre tepkimenin hız sabitini, V1 ve Y değerlerini hesaplayınız.


Çözüm:

Tepkimenin hız denklemini yazarsak,

V = k.[X]2 . [Y]

Şeklinde olur. Buna göre tepkime 3. Derecedendir. Buna göre deney – 1 deki hesaplamaları yapalım.

k.[0,1]2 . [0,1] = 5.10-2

0,001.k = 5.-2

k.10-3 = 5.10-2

k = 50 olarak bulunur.


Deney – 2 ye geçelim.

[0,2]2 . [0,1] . 50 = V1

V1 = 0,2


Deney – 3’e geçelim.

8.10-2 = [0,2]2 . Y.50

Y = 0,08
0,04.50




Y = 0,04 mol/L


Örnek:

X2(g) + 2Y2(g) + (1/2) Z2(g) → 2XY2Z


Denklemine göre gerçekleşen bir tepkimenin hızı ile ilgili yapılan deney sonuçları aşağıdaki gibidir.

Tepkime derecesi2


Bu değerlere göre tepkimenin hız bağıntısını ve hız sabiti k’nın sayısal değerini belirleyiniz.

Tepkime derecesini hesaplayınız.

Çözüm:

2 numaralı deneyde X’in derişimi 2 katına çıkarılmış, Y ve Z aynı bırakılmıştır. Bu durumda hız 4 katına çıkmıştır. O halde tepkime hızı X2’ye göre 2. Derecedendir.

3 numaralı deneyde 2 numaralı deneye göre sadece Y’nin derişimi 2 katına çıkarılmıştır. Bu durumda hız yine 4 katına çıkmıştır (24.10-6 = 240.10-7) O halde tepkime Y2’ye göre 2. Derecedendir.

4 numaralı deneyde X ve Y derişimleri 1. Deneydeki miktarlarında tutulmuş, Z’nin derişimi 2 katına çıkarılmıştır. Bu haldeyken hız sabit kalmıştır. Tepkime hızı Z’ye bağlı değildir.

Yukarıda çözdüğümüz çok sayıda örnekte hız denklemleri hep tepkime denklemi ile uyumlu çıkmıştı. Pekii şimdi niye farklı çıktı. Birden fazla basamakta meydana gelen tepkimelerin hız bağıntısı ana denkleminkinden farklılık gösterir. 

O halde hız denklemi,


V = k.[X]2 . [Y]2

Şeklindedir, tepkime 4. Dereceden bir tepkimedir.


Hız sabitini 1. deneyden bulalım.

V = k.[X]2 . [Y]2

15.10-7 = 10-4 . 10-4 . k

15.10-7 = k.10-8

15 = k.10-1

k = 150


Kimyasal Tepkimelerde Çarpışma Teorisi ve Tepkime Hızı

Tepkime Hızlarının Hesaplanması Çözümlü Sorular



SANATSAL BİLGİ

20/09/2019

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM
COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI