Bir tepkimenin mekanizması aşağıdaki elementer basamaklardan oluşmaktadır. $\mathrm{2A(g)+B(g)\rightarrow C(g)}$ (yavaş) $\mathrm{C(g)+A(g)\rightarrow D(g)}$ (hızlı) **Buna göre tepkimenin hız ifadesi aşağıdakilerden hangisidir?**

$r=k[\mathrm{A}]^2[\mathrm{B}]$

$r=k[\mathrm{A}]^3[\mathrm{B}]$

$r=k[\mathrm{A}][\mathrm{B}]^2$

Tepkime Mekanizmaları, Aktivasyon Enerjisi ve…

Çok basamaklı bir tepkimede toplam hızı en yavaş basamak belirler, tıpkı bir üretim bandında çıktının en yavaş istasyonun hızını aşamaması gibi.

Tepkime Mekanizmaları, Aktivasyon Enerjisi ve Katalizör konusu tepkimelerin elementer basamaklarını, etkin çarpışma için gereken en düşük enerjiyi ve katalizörün tepkimeye alternatif bir yol sunma biçimini inceler. Katalizör tepkimeden değişmeden çıkar ve tepkime entalpisini değiştirmez.

Sorular basamaklardan hız ifadesi yazdırır, potansiyel enerji diyagramlarını yorumlatır ve katalizörün etkisini öncüllü yargılarla sorgular. Etkin çarpışma oranındaki değişimi hızla ilişkilendiren sayısal sorular da bulunur.

Örnek sorular

Bir şık seç, doğru mu değil mi hemen görürsün — hiçbir şey kaydedilmez, hesap gerekmez.

1. soruKolay

Sabit sıcaklıkta gerçekleşen bir kimyasal tepkimeye uygun bir katalizör eklendiğinde tepkimenin hızı artmaktadır.

Bu hız artışının temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

Tepkimenin entalpi değişiminin küçülmesi✗ Bu değilÜrünlerin potansiyel enerjisinin azalması✗ Bu değilDaha düşük aktivasyon enerjili farklı bir tepkime yolunun oluşması✓ DoğruTepkimenin denge sabitinin büyümesi✗ Bu değilGirenlerin toplam enerjisinin artması✗ Bu değil

Cevabı göster

Cevap: C — Daha düşük aktivasyon enerjili farklı bir tepkime yolunun oluşması

Kısaca — Katalizör eklendiğinde tepkime hızının artmasının temel nedeni, daha düşük aktivasyon enerjili farklı bir tepkime yolunun oluşmasıdır.

Katalizörler tepkimenin mekanizmasını değiştirerek daha düşük eşik enerjisine sahip yeni bir yol oluşturur. Eşik enerjisi düştüğü için bu engeli aşabilecek yeterli kinetik enerjiye sahip tanecik sayısı ve dolayısıyla etkin çarpışma sıklığı artar. Katalizör girenlerin veya ürünlerin potansiyel enerjisini, tepkime entalpisini ( $Δ H$ ) ya da denge sabitini asla değiştirmez. Öğrencilerin sıkça düştüğü “entalpi değişiminin küçülmesi” yanılgısı yanlıştır; çünkü katalizör ileri ve geri aktivasyon enerjilerini aynı miktarda düşürür.

2. soruKolay

Bir tepkimenin mekanizması aşağıdaki elementer basamaklardan oluşmaktadır.

$2 A (g) + B (g) \to C (g)$ (yavaş)

$C (g) + A (g) \to D (g)$ (hızlı)

Buna göre tepkimenin hız ifadesi aşağıdakilerden hangisidir?

r = k [A]^{3} [B]

✗ Bu değil

r = k [A]^{2} [B]

✓ Doğru

r = k [C] [A]

✗ Bu değil

r = k [A] [B]^{2}

✗ Bu değil

r = k [D]

✗ Bu değil

Cevabı göster

Cevap: B — $r = k [A]^{2} [B]$

Kısaca — Tepkimenin hız ifadesi $r = k [A]^{2} [B]$ şeklindedir.

Mekanizmalı tepkimelerde tepkime hızını aktivasyon enerjisi en büyük olan yavaş basamak belirler. Yavaş basamağın denklemi $2 A (g) + B (g) \to C (g)$ olduğundan, giren maddelerin derişimleri katsayıları üs olarak alınarak hız bağıntısına yazılır. Bu durumda hız denklemi doğrudan $r = k [A]^{2} [B]$ olarak elde edilir. Basamakları toplayıp net tepkimeyi bularak girenleri yazdığında $r = k [A]^{3} [B]$ çeldiricisine düşebilirsin; net tepkimenin hız ifadesini belirlemediğini unutmamalısın.

3. soruKolay

Sabit sıcaklıkta bir tepkimenin katalizörsüz yolunda, çarpışan taneciklerin %10’u aktivasyon enerjisini aşmaktadır. Aynı sıcaklıkta eklenen katalizör, taneciklerin enerji dağılımını ve toplam etkili yönelim oranını değiştirmeden aktivasyon enerjisini düşürüyor; bu kez çarpışmaların %25’i eşik enerjisini aşabiliyor.

Buna göre son durumdaki tepkime hızının, ilk tepkime hızına oranı kaçtır?

Cevabı göster

Cevap: D — 2,5

Kısaca — Tepkime hızının ilk değerine oranı 2,5’tir.

Bir kimyasal tepkimenin hızı, birim zamanda gerçekleşen etkin çarpışma sayısı ile doğru orantılıdır. Sıcaklık ve taneciklerin kinetik enerji dağılımı değişmediğinden etkin çarpışma frekansı doğrudan eşik enerjisini aşabilen tanecik yüzdesiyle belirlenir. Katalizörsüz ortamda çarpışmaların $% 10$ ’u eşik enerjisini aşarken katalizör eklendiğinde bu oran $% 25$ ’e yükselmiştir. Bu nedenle yeni tepkime hızının ilk hıza oranı $\frac{25}{10} = 2, 5$ olur. Oranı ters kurup $\frac{10}{25} = 0, 4$ hesaplamak en yaygın dikkat hatasıdır.

Tepkime Mekanizmaları, Aktivasyon Enerjisi ve Katalizör — AYT örnek sorular ve çözümleri

Konu özeti

Örnek sorular

Diğer AYT konuları

Kimya