Çok Basamakit TepkIieiet
10.
3X(g) + 2Y(g)
T(g)
tepkimesi için sabit sIcaklıktaki deney sonuçları aşağıda
verilmiştir.
Deney No
X] (M)
,02
;04
0,04
[M (M)
Hiz (Ws)
3. 10-4
6.10-4
24.104
2
3
Buna göre
IAz bağıntısı Hiz =k.[X][Y dir
MTepkime tek basamakta gerçeklesmiştir.
I. Hiz sabitinin değeri 37,5 tilk,
ifadelerinden hangileri doğrudur?
A) Yalnız
B) Lye
D)_JLE I
4
N.O.(a) +N.(o)-
mol
1.
C) I ve ll
E) LLvetT
11
Kimyasal Kinetik: Deneysel Yoldan Hız Bağıntısının Bulunması
KULLANILAN FORMÜL / KURAL:
\text{Hız} = k \cdot [X]^a \cdot [Y]^b
ÇÖZÜM ADIMLARI:
Adım 1 — Tepkimenin X’e Göre Derecesini Bulma
Y’nin derişiminin sabit tutulduğu 1. ve 2. deneyler karşılaştırılır:
- [Y] = 0{,}2\text{ M} sabit iken [X] derişimi 0{,}02\text{ M}'den 0{,}04\text{ M}'e çıkarak 2 katına çıkmıştır.
- Tepkime hızı 3 \cdot 10^{-4}\text{ M/s}'den 6 \cdot 10^{-4}\text{ M/s}'ye çıkarak 2 katına çıkmıştır.
2^a = 2 \implies a = 1
Demek ki tepkime X’e göre 1. derecedendir ([X]^1).
Adım 2 — Tepkimenin Y’ye Göre Derecesini Bulma
X’in derişiminin sabit tutulduğu 2. ve 3. deneyler karşılaştırılır:
- [X] = 0{,}04\text{ M} sabit iken [Y] derişimi 0{,}2\text{ M}'den 0{,}4\text{ M}'e çıkarak 2 katına çıkmıştır.
- Tepkime hızı 6 \cdot 10^{-4}\text{ M/s}'den 24 \cdot 10^{-4}\text{ M/s}'ye çıkarak 4 katına (2^2) çıkmıştır.
2^b = 4 \implies b = 2
Demek ki tepkime Y’ye göre 2. derecedendir ([Y]^2).
Buna göre deneysel hız bağıntısı:
\text{Hız} = k \cdot [X] \cdot [Y]^2
bulunur. Dolayısıyla I. öncül DOĞRUDUR.
Adım 3 — Basamak Sayısının (Mekanizmanın) Belirlenmesi
Verilen net tepkime denklemi:
3X(g) + 2Y(g) \rightarrow T(g)
Eğer bu tepkime tek basamakta gerçekleşseydi hız bağıntısı girenlerin katsayılarına göre:
\text{Hız} = k \cdot [X]^3 \cdot [Y]^2
olmalıydı. Ancak deneysel olarak bulunan hız bağıntısı \text{Hız} = k \cdot [X] \cdot [Y]^2 olduğundan bu iki bağıntı uyuşmamaktadır. Bu durum tepkimenin çok basamaklı (kademeli) olduğunu gösterir. Dolayısıyla II. öncül YANLIŞTIR.
Adım 4 — Hız Sabitinin (k) Hesaplanması
1. deneyin verileri hız bağıntısında yerine yazılır:
\text{Hız} = 3 \cdot 10^{-4}\text{ M/s}, \quad [X] = 2 \cdot 10^{-2}\text{ M}, \quad [Y] = 2 \cdot 10^{-1}\text{ M}
3 \cdot 10^{-4} = k \cdot (2 \cdot 10^{-2}) \cdot (2 \cdot 10^{-1})^2
3 \cdot 10^{-4} = k \cdot (2 \cdot 10^{-2}) \cdot (4 \cdot 10^{-2})
3 \cdot 10^{-4} = k \cdot (8 \cdot 10^{-4})
k = \frac{3 \cdot 10^{-4}}{8 \cdot 10^{-4}} = \frac{3}{8} = 0{,}375\text{ L}^2/(\text{mol}^2 \cdot \text{s})
Öncülde değer 37{,}5 olarak verildiği için III. öncül YANLIŞTIR.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
CEVAP: A) Yalnız I
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
TEMEL KAVRAMLAR:
- Yavaş Basamak: Çok basamaklı tepkimelerde hız bağıntısı her zaman en yavaş basamağın girenlerine göre yazılır.
- Hız Sabiti (k): Derişimden bağımsızdır; sıcaklık, katalizör ve temas yüzeyi gibi faktörlerle değişir. Sayısal değeri deney verileri yerine koyularak bulunur.
SIK YAPILAN HATALAR:
Hatalı Yaklaşım: Hız bağıntısını doğrudan verilen net tepkime denklemindeki katsayılara bakarak yazmak.- Doğru Yaklaşım: Deneysel veriler verilmişse hız bağıntısı yalnızca bu verilerden türetilmelidir; net denklem ile deneysel bağıntı uyuşmuyorsa tepkime kesinlikle kademelidir.
Hız sabitinin (k) biriminin dereceden nasıl pratikçe bulunabileceğini de birlikte incelemek ister misin?