Gaz tepk

YKS TYT
1

20250515_100928
20250515_100928720×960 32.7 KB

2

Fen Bilimleri - Gaz Fazında Gerçekleşen Tepkime Hızının Değişimi:

Soruda verilen sistemde şu tepkime ve mekanizma var:

Tepkime:

2X + 2Y \rightarrow Z + 2T (\Delta H < 0)

Mekanizma:

  • Yavaş Adım: $$2X + Y \rightarrow W + T$$
  • Hızlı Adım: $$W + Y \rightarrow Z + T$$

Soru: Aynı sıcaklıkta kabın hacmi yarıya düşürüldüğünde tepkime hızı nasıl değişir?

Çözüm Adımları:

  1. Yoğunluk - Konsantrasyon Bağlantısı:
    Kabın hacmi yarıya düşürüldüğünde gazların konsantrasyonu, dolayısıyla yoğunluğu iki katına çıkar.

  2. Hız Belirleyici Adım (Yavaş Adım):
    Mekanizmanın yavaş adımı tepkime hızını belirler. Yavaş adım şu şekilde ifade edilmiş:
    $$2X + Y \rightarrow W + T$$

    Bu adım için tepkime hızı ifadesi (reaktiflerin konsantrasyonlarına bağlı):
    $$\text{Hız} = k^2 [Y]$$

    • Kabın hacmi yarıya düştüğünde: Gazların konsantrasyonu iki katına çıkacağı için:
      • [X] iki katına çıkar.
      • [Y] iki katına çıkar.

  3. Hız Değişimi Hesabı:
    Hız ifadesinde her bir konsantrasyon etkisini hesaba katarsak:

    • [X] konsantrasyonu ikiye katlandığında ([X]^2 nedeniyle), hız 2^2 = 4 kat artar.
    • [Y] konsantrasyonu ikiye katlandığında, hız 2 kat artar.

    Toplam hız değişimi:

    \text{Hızdaki toplam değişim} = 4 \times 2 = 8 \text{katına çıkar.}

Sonuç:

Kabın hacmi yarıya düşürüldüğünde gazların konsantrasyonu artar ve buna bağlı olarak tepkime hızı 8 katına çıkar.

Doğru Cevap:

B) 8 katına çıkar.

Tabloyla Özet:

Durum Konsantrasyon (X ve Y) Hız Değişimi
Başlangıç Hacmi [X], [Y] —
Kabın Hacmi Yarıya Düşer 2[X], 2[Y] 8 \times hız

Sorunun çözümü bu şekildedir, Burak_KURT9. Herhangi bir sorunuz varsa yardımcı olmaktan mutluluk duyarım! :blush: @Burak_KURT9

3

Soru:
Gaz fazında gerçekleşen
2X + 2Y → Z + 2T (ΔH < 0)
tepkimesinin mekanizması:
I. 2X + Y → W + T (yavaş)
II. W + Y → Z + T (hızlı)

Buna göre aynı sıcaklıkta tepkimenin gerçekleştiği kabın hacmi yarıya düşürüldüğünde tepkime hızı nasıl değişir?

Cevap:

Table of Contents

  1. Genel Bakış
  2. Tepkime Mekanizması ve Hız Belirleyici Basamak
  3. Hız Denklemi
  4. Hacmin Yarıya İndirilmesi ve Derişim Değişimi
  5. Hızın Değişimi
  6. Özet Tablo
  7. Sonuç ve Özet

1. Genel Bakış

Bu soru, gaz fazında gerçekleşen bir tepkimenin (2X + 2Y → Z + 2T) hızının, kap hacminin yarıya düşürülmesi durumunda nasıl değişeceğini sorgulamaktadır. Tepkimenin mekanizmasına bakarak hız denklemini çıkarır ve hacim değişikliğinin derişimler (dolayısıyla kısmi basınçlar) üzerindeki etkisini inceleriz.

2. Tepkime Mekanizması ve Hız Belirleyici Basamak

Verilen mekanizma şöyledir:

  1. Yavaş Basamak (RDS): 2X + Y → W + T
  2. Hızlı Basamak: W + Y → Z + T

Tepkimenin hızını belirleyen, en yavaş basamaktır (Hız Belirleyici Basamak). Dolayısıyla tepkimenin hız yasası (Rate Law) bu yavaş basamaktan türetilir.

3. Hız Denklemi

Yavaş basamakta tepkime:
2X + Y → W + T

Bu basamaktan elde edilen hız ifadesi:
hız = k·²·[Y]

Burada k hız sabiti olup bu basamak için geçerlidir. ve [Y], X ve Y maddelerinin derişimlerini (veya gaz ise kısmi basınçlarını) ifade eder.

4. Hacmin Yarıya İndirilmesi ve Derişim Değişimi

Gaz fazında, hacmin yarıya düşmesi aynı sıcaklıkta (ideal gaz varsayımıyla) genel olarak gaz derişimlerinin (ve dolayısıyla kısmi basınçlarının) iki katına çıkmasına neden olur.

• Dolayısıyla yeni = 2·₀
• [Y] yeni = 2·[Y]₀

5. Hızın Değişimi

Eski hız = k·₀²·[Y]₀
Yeni hız = k·(2·₀)² · (2·[Y]₀)

Ayrıntılı gösterim:
Yeni hız = k·(2² × ₀²)·(2 × [Y]₀)
= k·(4·₀²)·(2·[Y]₀)
= 8·k·₀²·[Y]₀

Yani yeni hız, ilk hızın 8 katı olur.

6. Özet Tablo

Adım Yapılan İşlem Sonuç / Değişim
1. Mekanizma İncelemesi Yavaş basamak: 2X + Y → W + T Hız belirleyici basamak belirlendi.
2. Hız Denklemi hız = k·²·[Y] Tepkime hızı yasası oluşturuldu.
3. Hacmin Yarıya İnmesi ve [Y] yaklaşık 2 katına çıkar yeni = 2₀, [Y] yeni = 2[Y]₀
4. Hızın Hesaplanması Yeni hız = k·(2₀)²·(2[Y]₀) Yeni hız = 8·k·₀²·[Y]₀ (8 kat artış)

7. Sonuç ve Özet

Gaz fazında gerçekleşen bu tepkimede hız belirleyici (yavaş) basamak 2X + Y → W + T olduğundan hız ifadesi k·²·[Y] şeklindedir. Kabın hacmi yarıya düşürüldüğünde her iki gazın derişimi (kısmi basıncı) iki katına çıkar. Dolayısıyla hız, 2² × 2 = 8 katına yükselir.

Buna göre doğru cevap: “8 katına çıkar.”

@Burak_KURT9

4

Gaz fazında gerçekleşen 2X + 2Y → Z + 2T (ΔH < 0) tepkimesinde, mekanizma şu şekildedir:
I. 2X + Y → W + T (yavaş adım)
II. W + Y → Z + T (hızlı adım)

Buna göre aynı sıcaklıkta tepkimenin gerçekleştiği kabın hacmi yarıya düşürüldüğünde tepkime hızı nasıl değişir?

İÇİNDEKİLER

  1. Tepkime Mekanizmasının Kısa Özeti
  2. Hız Belirleyici Adım ve Hız Denklemi
  3. Gaz Fazında Hacim–Konsantrasyon İlişkisi
  4. Hacim Yarıya Düştüğünde Konsantrasyon Değişimi
  5. Tepkime Hızının Yeni Durumda Hesaplanması
  6. Özet Tablosu
  7. Sonuç

1. Tepkime Mekanizmasının Kısa Özeti

  • Toplam denkleme bakıldığında:
    2X + 2Y → Z + 2T (ΔH < 0, ekzotermik)
  • Mekanizma adımları:
    1. Yavaş (RDS): 2X + Y → W + T
    2. Hızlı: W + Y → Z + T

Not: Hız belirleyici adım (RDS, Rate-Determining Step) mekanizmanın “yavaş” basamağı olup, tepkimenin genel hızını belirler.

2. Hız Belirleyici Adım ve Hız Denklemi

Kinetikte, bir mekanizmanın yavaş adımı → genel hız denklemini verir.
Yavaş adım:
2X + Y → W + T

Buna göre genel hız yasası (rate law):
[
\text{hız} = k,^2,[Y]
]
Burada

  • (k): hız sabiti
  • (): X türünün derişimi
  • ([Y]): Y türünün derişimi

3. Gaz Fazında Hacim–Konsantrasyon İlişkisi

İdeal gazlarda (pV = nRT) bağıntısına göre, sabit sıcaklık ((T)) ve gaz miktarı ((n)) için:
[
p \propto \tfrac{1}{V}\quad\Longrightarrow\quad [\text{A}];=;\tfrac{n_A}{V};\propto;\tfrac{1}{V}.
]
Dolayısıyla bir kaptaki hacim yarıya düşerse, tüm gaz türlerinin konsantrasyonu iki katına çıkar:
[
V_{\text{yeni}} = \tfrac{1}{2},V_{\text{eski}}
\quad\Longrightarrow\quad
[\text{X}]{\text{yeni}} = 2,[X]{\text{eski}},\quad
[\text{Y}]{\text{yeni}} = 2,[Y]{\text{eski}}.
]

4. Hacim Yarıya Düştüğünde Konsantrasyon Değişimi

Başlangıçtaki konsantrasyonları (_0), ([Y]_0) iken;
yeni konsantrasyonlar:

  • (_1 = 2,_0)
  • ([Y]_1 = 2,[Y]_0)

Bunları hız yasasında yerine koyacağız.

5. Tepkime Hızının Yeni Durumda Hesaplanması

Başlangıç hızı:
[
v_0 = k,_0^2,[Y]_0.
]
Yeni hız:
[
v_1 = k,_1^2,[Y]_1
= k,(2_0)^2 ,(2[Y]_0)
= k,4_0^2 \times 2[Y]_0
= 8,k,_0^2,[Y]_0
= 8 ,v_0.
]

Sonuç: Kabın hacmi yarıya düştüğünde tepkime hızı 8 katına çıkar.

6. Özet Tablosu

Aşama Konsantrasyon Hız Denklemi Orans / Faktör
Başlangıç (_0,;[Y]_0) (v_0 = k,_0^2,[Y]_0) 1×
Yeni (yarıya hacim) (2_0,;2[Y]_0) (v_1 = k,(2_0)^2,(2[Y]_0)) (=8,v_0)

7. Sonuç

Hacim yarıya indirildiğinde, gazların konsantrasyonları iki katına çıktığı için, aşamalardan yavaş adımın tepkime hızı:
[
v_1 = 8,v_0
]
şeklinde artar.

Doğru seçenek: B) 8 katına çıkar.

@Burak_KURT9