TEPKİME HIZINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER

11. sınıflar ve tyt, ayt kimya konusu. Bir kimyasal tepkimenin hızını etkileyen faktörler. Tepkime hızının ölçülmesi. Madde cinsi, sıcaklık, basınç gibi faktörlerin tepkime hızına etkisi. 



Tepkime Hızını Etkileyen Faktörler

Bir kimyasal tepkimenin hızını aşağıdaki faktörler etkiler.

1. Maddenin Cinsi

2. Sıcaklık

3. Temas yüzeyi

4. Derişim

5. Katalizör

6. Basınç


1. Madde Cinsi

Tepkimeye giren maddelerin fiziksel ve kimyasal özellikleri tepkime hızını belirlemede 1. Derecede etkendir.

Bir kimyasal tepkime meydana gelirken bağ kopması yoksa, bileşenler basit iyon yapısında ise tepkime çok hızlı gerçekleşir. Nötrleşme (Asit – baz ) tepkimeleri çok hızlı gerçekleşen tepkimelerdir.

Eğer bir tepkimenin meydana gelmesi için önce reaktifler arasındaki bağların kopması gerekiyorsa bu tepkimelerin hızı aynı şartlarda diğer tepkimelere göre yavaştır.

Aktif metaller ve ametaller, aktif olmayan metal ve ametallere göre daha hızlı tepkime verirler.

İyonik bağlı bileşiklerin sulu çözeltileri hızlı tepkime verirler.

Zıt yüklü iyonlar arasındaki tepkimeler, moleküler maddelerin tepkimesinden hızlıdır.

Çözelti halindeki maddelerin tepkimeleri, katı haldeki maddelerin tepkimesinden hızlıdır.



H+ + OH→ H2O →çok hızlı

Zn + Cu+2 (suda) → Zn+2 (suda)  + Cu(k)  →hızlı

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 →yavaş 

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 →çok yavaş


2. Sıcaklık

Sıcaklık tüm tepkimeler üzerinde etkilidir. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa moleküllerin kinetik enerjisi ve dolayısıyla yapacakları çarpışma sayısı daha fazla olacağından tepkimeleri daha hızlı olur.


3. Temas Yüzeyi

Moleküllerin temas yüzeyi ne kadar büyük olursa çarpışma sayıları o kadar fazla olur. Bu nedenle temas yüzeyi de tepkime hızına etki eden faktörlerden biridir.

Reaksiyona giren maddelerin fiziksel halleri aynı ise bu tepkimeye homojen, farklı ise heterojen tepkime denir. Heterojen tepkimelerde temas yüzeyi ile tepkime hızı doğru orantılıdır.

1. CaCO3(kütle)  + 2HCl(aq) → CaCl2(aq)  + H2O(s) + CO2(g)

2. CaCO3(toz) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(s) + CO2(g)

2. tepkime 1. Tepkimeden daha hızlı gerçekleşir.


4. Derişim

Bir çözeltide bulunan madde miktarına derişim adı veriliyordu. Madde miktarı ne kadar fazla olursa derişim de o kadar büyük olur. Madde miktarının fazla olması demek, molekül sayısının ve dolayısıyla çarpışma sayısının daha fazla olması demektir. Bunun sonucunda tepkime daha hızlı gerçekleşecektir.

Bir tepkimenin hızı reaktiflerin derişimi ile doğru orantılı olarak değişir.


5. Katalizör

Katalizörler reaktif maddelerle beraber tepkimeye girer ve tepkime sonucunda değişmeden kalır. Katalizörler tepkime mekanizmasını değiştirir ve tepkimenin daha düşük enerji ile gerçekleşmesini sağlar. Vücuttaki enzimler birer katalizördür.

Tepkimeyi hızlandıran katalizörlere "pozitif katalizör" adı verilmektedir.

Tepkimeyi yavaşlatan katalizörler de vardır. Bu katalizörlere "negatif katalizör" adı verilir.

Katalizörler tepkimenin potansiyel enerji değişim grafiğini değiştirir.

Katalizörler ileri ve geri aktivasyon enerjilerini aynı miktarda düşürdüğünden tepkimenin entalpisi değişmez.

Katalizörler hız bağıntısında yazılırlar.

Katalizör maddeler elde edilen ürün cinsini, miktarını ve tepkimenin yönünü etkilemezler.


6. Basınç

Basınç altında tepkimeye giren reaktifler, basınç artırılırsa daha fazla çarpışma yapacaklarından basıncın artması tepkime hızını artırır.


Tepkime Hızının Ölçülmesi

Kimyasal tepkimelerin hızlarını belirlemekte kullanılan yöntemler; basınç, hacim, pH değişimi, renk değişimi, derişim ve iletkenlik değişikliklerinden yararlanılır.


Tepkimede reaktifler azalırken ve ürünler oluşurken renk değişimi gözlenebiliyorsa bu tepkimenin hızı renk değişimi gözlenerek belirlenebilir.


Sabit hacimli ve sabit sıcaklıkta bir kapta oluşan ürünlerin mol sayısı reaksiyona giren ürünlerin mol sayısından farklı ise reaksiyon sırasında kapta bir basınç değişimi meydana gelir. Bu basınç değişimi ölçülerek tepkime hızı ölçülebilir.

Reaksiyon sonucunda kapta pH değişikliği gözleniyorsa, pH değişimi ölçülerek de reaksiyon hızı ölçülebilir.

Bir çözeltide maddeler reaksiyona girerek yeni bir madde oluşturuyor ve bileşenlerin veya ürünün derişimi ölçülebiliyorsa en pratik yollardan birisidir, derişimi izlemek.

Çözeltide reaksiyon sonunda iletkenlik değişiyorsa, iletkenlik değişimi ile de hız ölçümü yapılabilir.



Örnek:

1. Mg(k) + H2SO4(aq) → MgSO4(aq) + H2 

2. CaCO3(k) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(s) + CO2(g) 

3. N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) (Tepkime sabit basınç ve sıcaklıkta gerçekleşmektedir)

4. CaCO3(k) + ısı → CaO(k) + CO2(g) 

5. H+ (suda) + OH(suda) → H2O(suda)

6. CO(g) + (1/2)O2 (g) → CO2(g) (Tepkime sabit hacim ve sıcaklıkta gerçekleşmektedir)


Yukarıdaki tepkimelerin hızını ölçmek için bir yöntem bulunuz.


Çözüm:

1. Mg katısı H2SO4 çözeltisi ile tepkime vererek erimektedir. Mg çubuğunun tükenme süresini ölçerek tepkime hızını belirleyebiliriz.

2. CaCO3 ile HCl tepkimesinden CO2 gazı çıkmaktadır. CaCO3 ile HCl dar ağızlı bir kaba konulur, kabın ağzına pamuk tıkılır. Pamuk, suyu dışarı vermezken CO2 gazının geçişine izin verir. Böylece tepkimede CO2 gazı oluştukça kütle kaybı meydana gelecektir. Bu kap bir tartının üzerine konulur. Karışımın kütle değişimi ölçülerek tepkime hızı hesaplanabilir.


3. 4 mol gazdan 2 mol gaz oluşmaktadır. Basınç ve sıcaklık sabit iken mol sayısı ile hacim doğru orantılı olur. Böylece hacimdeki değişme gözlenerek tepkime hızı ölçülebilir.

4. CaCO3 katısı ağzı açık bir kaba konulur, kap bir tartı üzerine konulur. Kapta tepkime oluştukça CO2 çıkışı meydana gelir ve bu durum kütle kaybına yol açar. Kabın kütle değişimi gözlenerek tepkime hızı ölçülebilir.

5. H+ ve OH- iyonları elektriği iletirler. H2O oluştukça sudaki iletkenlik azalır. Suyun iletkenliği ölçülerek tepkime hızı belirlenebilir.

6. Tepkimeye 1,5 mol gaz girip, 1 mol gaz çıkmaktadır. Girenlerin ve ürünlerin mol sayısı farklıdır. Kabın hacmi ve sıcaklığı sabitken, mol sayısı ile basınç doğru orantılıdır. Dolayısıyla basınçtaki değişim ölçülerek tepkime hızı belirlenebilir.


Tepkimelerde Çarpışma Teorisi ve Reaksiyon Hızı

Kimyasal Tepkimelerin Derecesi



SANATSAL BİLGİ

24/09/2019

  • 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