Aşağıda aynı kapta ve aynı sıcaklıkta gerçekleşen,
A_{2(g)} + B_{2(g)} longrightarrow 2AB_{(g)}
tepkimesi için iki farklı durumdaki tanecik dağılımı ve çarpışma modelleri verilmiştir.
Buna göre; 1. durumdan 2. duruma geçildiğinde gerçekleşen değişimlerle ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) Birim hacimdeki tanecik sayısı arttığı için çarpışma olasılığı artmıştır.
C) Tepkime hızı artmıştır.
D) Taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artmıştır.
E) Birim zamanda oluşan ürün miktarı artmıştır.
Kimyasal Tepkimelerde Hız ve Çarpışma Teorisi
ÇÖZÜM ADIMLARI & Seçenek Analizi:
Soruda tepkimenin aynı kapta (sabit hacim) ve aynı sıcaklıkta (T = \text{sabit}) gerçekleştiği belirtilmiştir. Şekil incelendiğinde, 1. durumdan 2. duruma geçildiğinde kap içerisindeki tanecik sayısının (derişimin) arttığı görülmektedir.
- A Seçeneği: Hacim sabitken tanecik sayısı arttığından birim hacimdeki tanecik sayısı artar. Bu durum taneciklerin birbiriyle karşılaşma ve çarpışma olasılığını artırır. (Doğru)
- B Seçeneği: Çarpışma sayısının artmasıyla birlikte birim zamanda eşik enerjisini aşan ve uygun geometride çarpışan tanecik sayısı (etkin çarpışma sayısı) artar. (Doğru)
- C Seçeneği: Birim zamandaki etkin çarpışma sayısının artması tepkime hızını doğrudan artırır. (Doğru)
- D Seçeneği: Taneciklerin ortalama kinetik enerjisi yalnızca sıcaklığa bağlıdır. Soru kökünde sıcaklığın aynı olduğu belirtildiğinden, taneciklerin ortalama kinetik enerjisi değişmez. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır. (Yanlış)
- E Seçeneği: Tepkime hızı arttığı için birim zamanda meydana gelen reaksiyon sayısı ve dolayısıyla oluşan ürün miktarı artar. (Doğru)
Sonuç ve Doğrulama:
Ortalama kinetik enerji mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır (E_k \propto T). Sıcaklık değişmediği sürece tanecik sayısı ya da hacim değişse bile ortalama kinetik enerji kesinlikle değişmez.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
CEVAP: D — Taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artmıştır.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Kimyasal tepkime hızına etki eden faktörlerle ilgili benzer bir pekiştirme sorusu çözmek ister misin?