Kimya laboratuvarı
Taneciği hayal et; formülü, tepkimeyi ve oranı birlikte oku.
7 bölüm · ~16 dk · 16 etkileşim
Kimyasal tepkimelerde hız, AYT Kimya'da her yıl genellikle 1 soru ile yer alır ve kimyasal denge konusunun da giriş kapısıdır. Tepkime hızı, birim zamanda girenlerin harcanan ya da ürünlerin oluşan miktarıdır. Bazı tepkimeler (iyonik çökelme) anında gerçekleşirken bazıları (demirin paslanması) yıllar sürer.
AYT'de şu başlıklar sorulur: hız ifadeleri ve katsayı ilişkisi, hızın ölçülme yöntemleri, hız denklemi ve deney verilerinden derece bulma, mekanizmalı tepkimeler (yavaş basamak, ara ürün, katalizör), aktivasyon enerjisi ve potansiyel enerji ilişkileri, sıcaklık, derişim, katalizör, temas yüzeyi ve madde cinsinin hıza etkisi.
1Çarpışma teorisi ve aktivasyon enerjisi
İlk bölüm! Temeli burada atıyoruz, acele etme.
Konunun kavramsal temeli çarpışma teorisidir. Hızı etkileyen bütün faktörler, birim zamandaki etkin çarpışma sayısını değiştirerek etki eder. Tanecik düzeyinde düşün:
Bir tepkimenin ileri aktivasyon enerjisi 50 kJ, ΔH'ı −30 kJ'dür. Geri aktivasyon enerjisi nedir? Katalizör ileri aktivasyon enerjisini 20 kJ düşürürse yeni değerler ne olur?
2Tepkime hızı ve katsayılar
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
Maddelerin harcanma ya da oluşma hızları katsayılarıyla orantılıdır. Hızlar arasında dönüşüm yaparken katsayı oranını ters kurmamaya dikkat et.
2N₂O₅(g) → 4NO₂(g) + O₂(g) tepkimesinde NO₂'nin oluşma hızı 0,08 mol/(L·s)'dir. N₂O₅'in harcanma hızını, O₂'nin oluşma hızını ve tepkime hızını bulunuz.
Hız ölçme yöntemleri: Renk değişimi, gaz mol sayısı değişiyorsa sabit hacimde basınç değişimi, iyon sayısı değişiyorsa iletkenlik değişimi, gaz çıkışıyla kütle ya da hacim değişimi, pH değişimi.
Aşağıdaki tepkimelerden hangisinin hızı, sabit hacim ve sıcaklıkta kaptaki basınç değişimi izlenerek ölçülemez?
3Hızı etkileyen faktörler
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
| Faktör | Etkisi | Ea değişir mi? | k değişir mi? |
|---|---|---|---|
| Madde cinsi | Zıt yüklü iyonlar arası tepkimeler çok hızlı; kırılan bağ sayısı arttıkça yavaş | – | – |
| Derişim (gazlarda basınç) | Birim hacimdeki tanecik ve çarpışma sayısı artar | Hayır | Hayır |
| Sıcaklık | Ea'yı aşan tanecik sayısı artar, hız artar | Hayır | Evet, artar |
| Katalizör | Daha düşük Ea'lı yeni bir mekanizma sağlar | Evet, düşer | Evet, artar |
| Temas yüzeyi | Heterojen tepkimelerde yüzey arttıkça hız artar | Hayır | – |
Bir tepkimenin gerçekleştiği ortamın sıcaklığı artırıldığında,
- I.Tepkimenin aktivasyon enerjisi düşer.
- II.Aktivasyon enerjisini aşan tanecik sayısı artar.
- III.Hız sabiti (k) büyür.
yargılarından hangileri doğrudur?
4Hız denklemi
Yarıyı geçtin, harika gidiyorsun! 3 bölüm kaldı.
aA + bB → ürünler için r = k[A]ˣ[B]ʸ.
Deney tablosundan derece bulma: Bir maddenin derişimi değiştirilirken diğeri sabit tutulan iki deney seçilir. Derişim 2 katına çıktığında hız 2 katına çıkıyorsa üs 1, 4 katına çıkıyorsa üs 2, değişmiyorsa üs 0'dır.
2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g) tepkimesi için sabit sıcaklıkta şu veriler elde ediliyor:
| Deney | [NO] (M) | [O₂] (M) | Hız (M/s) |
|---|---|---|---|
| 1 | 0,1 | 0,1 | 2 × 10⁻³ |
| 2 | 0,2 | 0,1 | 8 × 10⁻³ |
| 3 | 0,2 | 0,2 | 1,6 × 10⁻² |
Tablodaki verilere göre hız denklemini ve k değerini bulunuz.
Hacim değişimi: Gaz fazındaki tepkimede kap hacmi yarıya inerse bütün derişimler 2 katına çıkar; hız 2⁽ˣ⁺ʸ⁾ katına çıkar. Örneğin r = k[X]²[Y] hız denklemine sahip gaz fazı tepkimesinde sıcaklık sabitken kap hacmi yarıya indirilirse [X] ve [Y] 2 katına çıkar; yeni hız = k(2[X])²(2[Y]) = 8k[X]²[Y], yani hız 8 katına çıkar.
Tek basamakta gerçekleşen,
C(k) + O₂(g) → CO₂(g)
tepkimesinin hız denklemi aşağıdakilerden hangisidir?
5Mekanizmalı tepkimeler
Arada küçük sorular var, atlamadan çöz.
| Ara ürün | Katalizör | |
|---|---|---|
| Mekanizmadaki yeri | Bir basamakta oluşur, sonrakinde harcanır | Başta harcanır, sonda yeniden oluşur |
| Net tepkimede | Görünmez | Görünmez |
Basamaklar toplanınca ara ürün ve katalizör net tepkimede görünmez.
NO₂(g) + CO(g) → NO(g) + CO₂(g) tepkimesi iki basamakta gerçekleşir: (1) NO₂ + NO₂ → NO₃ + NO (yavaş), (2) NO₃ + CO → NO₂ + CO₂ (hızlı). Hız denklemini, ara ürünü ve tepkime derecesini bulunuz.
6ÖSYM'de nasıl soruluyor
Takıldığın yere not al, sonra birlikte döneriz.
- Deney tablosu: Derişim–hız verileri verilir; hız denklemi, tepkime derecesi, k değeri ya da yeni bir deneydeki hız istenir.
- Mekanizma: Basamaklar verilir; net tepkime, ara ürün, katalizör, hız denklemi ve derece sorulur (I–II–III).
- Faktör yorumu: Sıcaklık, katalizör ve derişim artışının Ea, k, ΔH ve hız üzerindeki etkileri karşılaştırılır.
- Hacim ve derişim değişimi: Hız denklemi verilip derişim ya da hacim değişince hızın kaç katına çıktığı sorulur.
- Aktivasyon enerjisi hesabı: Ea(ileri), Ea(geri) ve ΔH arasındaki ilişki; katalizörlü ve katalizörsüz değerler.
Çok basamaklı tepkimede hız denklemi net tepkimenin katsayılarından yazılır.
Katı ve saf sıvılar hız denklemine yazılır.
Sıcaklık aktivasyon enerjisini düşürür.
Katalizör ΔH'ı ya da ürün miktarını değiştirir.
Hız sabiti (k) derişimle değişir.
Ara ürün önce harcanır, sonra geri oluşur.
H₂ + I₂ → 2HI tepkimesinin hızı basınç değişimiyle ölçülebilir.
7Kısa tekrar
Son bölüm! Biraz kaldı, bitirmek üzeresin.
Hızlar orantılıdır: r = −(1/a)Δ[A]/Δt = (1/c)Δ[C]/Δt. Etkin çarpışma: yeterli enerji () + . ΔH = . Sıcaklık ↑ → Ea , k ↑, hız ↑. Katalizör → Ea , k ↑, ΔH . r = k[A]ˣ[B]ʸ; elementer tepkimede üs = ; mekanizmada hızı belirler. Katı ve saf sıvılar hız denkleminde . Hacim 1/2 → hız katı.