Tepkime hızına etki eden temel faktörler:

  1. Tepkime cinsi
  2. Giren maddelerin derişimleri veya kısmi basınçları
  3. Sıcaklık
  4. Temas yüzeyi
  5. Katalizör

1- Tepkime Cinsinin Hıza Etkisi:

  • İyonlar arasında gerçekleşen tepkimeler diğerlerine göre daha hızlıdır.

(Zıt yüklü iyonlar arasındaki tepkimeler, aynı yüklü iyonlar arasındaki tepkimelerden çok daha hızlıdır.)

Ag+ + Cl– –> AgCl                     (Çok hızlı)

Fe+2 + Ce+4 –> Fe+3 + Ce+3        (Hızlı)

  • Bir tepkimede kırılan ve oluşan bağ sayısı arttıkça tepkime hızı azalır.

CH4 + 2O2 –> CO2 + 2H2O         (Hızlı)

C5H12 + 8 O2 –> 5CO2 + 6H2O     (Bir üsttekinden daha az hızlı)

  • Organik tepkimeler genellikle çok yavaştır.

C2H5OH + CH3COOH –> CH3COOC2H5 + H2O           (Çok yavaş)

  • Tepkimeye giren madde çeşidi arttıkça tepkime hızı azalır.

TEPKİMELERDE HIZ TAKİBİ NASIL YAPILIR?

Tepkime Takibi
H2         +        Br2     –>         2HBr

renksiz          kırmızı               renksiz

 Renk değişimi
Ag+(suda) + Cl–(suda) –> AgCl(k) Elektrik iletkenliği
H+ + OH– –> H2O pH değişimi
N2(g) + 3H2(g) –> 2NH3(g) Sabit basınçta, hacimdeki azalma

(veya sabit hacimde, basınçtaki azalma)

Aşağıda verilen tepkimelerin hızlarının nasıl takip edilebileceğini yazınız.

C2H4(renksiz) + I2 (renkli) → C2H4I2(renksiz)
Ag+(suda) + Cl–(suda) → AgCl
2NO2(g) → N2O4(g)
C(k) + O2(g)  → CO2(g)
H2(g) + l2(k) → 2Hl(g)
CO2(g) + H2O(s) → HCO3–(aq) + H+(aq)
2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)  
C2H4(renksiz) + I2 (renkli) → C2H4I2(renksiz) Renk değişimi
Ag+(suda) + Cl–(suda) → AgCl İletkenlik değişimi
2NO2(g) → N2O4(g) Sabit hacim ve sıcaklıkta basınç değişimi 
C(k) + O2(g)  → CO2(g) Sıcaklık değişimi / Katı kütlesinde azalma
H2(g) + l2(k) → 2Hl(g) Katı kütlesinde azalma
CO2(g) + H2O(s) → HCO3–(aq) + H+(aq) İletkenlik değişimi / pH değişimi
2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g) Sabit basınç ve sıcaklıkta hacim değişimi 

2- Giren Maddelerin Derişimleri (Kısmi Basınçları)

Kimyasal tepkimeler, tepkimeye giren maddelerin taneciklerinin aktifleşme enerjisini aşacak büyüklükte kinetik enerjiyle uygun doğrultuda çarpışmaları sonucu oluşur.

Bu nedenle, tepkimeye girenlerin birim hacimdeki tanecik sayısı ne kadar fazla ise tepkime o kadar hızlı ilerler.

YANİ:

Tepkimelerin hızların giren maddelerin derişimleri (n/V) veya gaz halde ise kısmi basınçları (nRT/V) ile DOĞRU ORANTILIDIR!!!

R α [GİRENLER] olduğundan tepkimelerin hız bağıntıları:

R = k . [GİRENLER]

şeklinde tanımlanır.

Hızı belirleyen giren maddelerin kat sayıları ne ise tepkime hızına etkileri de o derecede olacaktır.

Tek Basamakta Gerçekleşen Tepkimelerin Hız Bağıntısı

aA + bB –> cC + dD            tepkimesi için

R = k.[A]a[B]b       => derişimler cinsinden hız bağıntısı

  • Gaz fazında gerçekleşen tepkimelerde hız bağıntısı girenlerin kısmi basınçları cinsinden de yazılabilir:

aA(g) + bB(g) –> cC(g) + dD(g)

         R = k.(PA)a(PB)b     => kısmi basınçlar cinsinden hız bağıntısı

Verilen tepkimelerin derişime ve kısmi basınca göre hız bağıntılarını yazınız.

C2H4(g) + I2(g) → C2H4 I2(g)
2NO2(g)   → N2O4(g)
C(k) + O2(g)  → CO2(g)
H2(g)  + Br2(g)  → 2HBrg)
CO2(g) + H2O(s) → HCO3–(aq) + H+(aq)
2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)
NH3(g) + HCl(g) →  NH4Cl(k) + ısı
Ca(k)  + ½ O2(g) → CaO (k)               
H2(g) + ½O2(g) → H2O(s)  
Zn(k)  + Cu+2(suda) → Zn+2 + Cu(k)
H+ (suda) + OH–(suda)  → H2O (s)  
C2H5OH(aq) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g)
nX(g) + mY(g) → Z(g)
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
3A(g) + 2B(g)  → A3B2(g)
C2H4(g) + I2(g) → C2H4 I2(g) R = k.[C2H4].[I2]
R’ =k’.(PC2H4).(PI2)
2NO2(g)   → N2O4(g) R = k.[NO2]2
R’ =k’.(PNO2)2
C(k) + O2(g)  → CO2(g) R = k.[O2]
R’ =k’.(PO2)
H2(g)  + Br2(g)  → 2HBrg) R = k.[H2][Br2]
R’ =k’.(PH2)(PBr2)
CO2(g) + H2O(s) → HCO3–(aq) + H+(aq) R = k.[CO2]
R’ =k’.(PCO2)
2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g) R = k.[CO]2[O2]
R’ =k’.(PCO)2(PO2)
NH3(g) + HCl(g) →  NH4Cl(k) + ısı R = k.[NH3][HCl]
R’ =k’.(PNH3)(PHCl)
Ca(k)  + ½ O2(g) → CaO (k)                R = k.[O2]1/2
R’ =k’.(PO2)1/2
H2(g) + ½O2(g) → H2O(s)   R = k.[H2][O2]1/2
R’ =k’.(PH2)(PO2)1/2
Zn(k)  + Cu+2(suda) → Zn+2 + Cu(k) R = k.[Cu+2]
R’ =k’
H+ (suda) + OH–(suda)  → H2O (s)   R = k.[H+][OH–]
R’ =k’
C2H5OH(aq) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) R = k.[C2H5OH][O2]
R’ =k’.(PC2H5OH)(PO2)
nX(g) + mY(g) → Z(g) R = k.[X]n[Y]m
R’ = k’.(PX)n(PY)m
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) R = k.[N2][H2]3
R’ = k’.(PN2)(PH2)3
3A(g) + 2B(g)  → A3B2(g) R = k.[A]3[B]2
R’ = k’.(PA)3(PB)2

SO2(g) + ½O2(g) –> SO3(g) tepkimesinde SO2 ve O2 gazlarının derişimleri 4 katına çıkartılırsa tepki hızı nasıl değişir?

R = k.[SO2][O2]1/2

R =   (x4) (x4) 1/2

R = (x4)(x2) = (x8)

Hız 8 katına çıkar.

Tepkime derecesi (mertebesi)

Tepkime derecesi (mertebesi)= Üslerin toplamı

aA + bB –> cC + dD        tepkimesi için

  • Hız bağıntısı: R = k.[A]a[B]b      
  • Tepkime derecesi = a + b’dir.
  • A’ya göre tepkime derecesi: a
  • B’ye göre tepkime derecesi: b

Tek basamakta gerçekleşen aşağıdaki tepkimelerin hız bağıntılarını ve derecelerini yazınız.

  1. H2(g) + Br2(g) –> 2HBr
  2. N2(g) + 3H2(g) –> 2NH3(g)
  3. Ag+(suda) + Cl–(suda) –> AgCl(k)

1. H2(g) + Br2(g) –> 2HBr

R = k.[H2][Br2]

Derece = 2

2. N2(g) + 3H2(g) –> 2NH3(g)

R = k.[N2][H2]3

Derece = 4

3. Ag+(suda) + Cl–(suda) –> AgCl(k)

R = k.[Ag+][Cl–]

Derece = 2

Gaz fazında gerçekleşen tepkimelerde HACİM ya da BASINÇ değişimi tepkimeye girenlerin derişimlerini etkileyeceğinden tepkime hızını da etkiler.

N2(g) + 3H2(g) –> 2NH3(g) tepkimesi tek basamakta gerçekleşmektedir.

Sabit sıcaklıkta kap hacmi 2 katına çıkartılırsa tepkime hızı nasıl değişir?

V x 2 (2 katına çıkarsa) => M x 1/2 (yarıya iner)

R = k.[N2][H2]3

R = (x1/2)(x1/2)3

R = (x1/2)4

R = (x1/16) 

X2(g) + 2Y2(g) –> 2XY2(g) tepkimesinin tek basamakta gerçekleştiği bilinmektedir.

Buna göre, sabit sıcaklıkta kap hacmi yarıya düşürülürse tepkime hızı nasıl değişir?

V x 1/2  =>  M x 2

R = k.[X2][Y2]2

R = (x2)(x2)2

R = (x8)

X2 ve Y2 gazlarının reaksiyonu sırasında şu sonuçlar elde edilmiştir:

  1. X2 ve Y2 derişimleri 2 katına çıkarıldığında hız 8 katına çıkıyor.
  2. X2 derişimi 2 katına çıkartılıp Y2 derişimi yarıya indirildiğinde hız 2 katına çıkıyor.

Buna göre, bu tepkimenin hız bağıntısı nasıldır?

1. X2 ve Y2 derişimleri 2 katına çıkarıldığında hız 8 katına çıkıyor.

R = k.[]n

(x8) = (x2)n

n = 3

olduğuna göre tepkime derecesi 3’tür. (3.derecedendir)

X2 derişimi 2 katına çıkartılıp Y2 derişimi yarıya indirildiğinde hız 2 katına çıkıyor.

R = k.[X2]n[Y2]m

(x2) = (x2)n(x1/2)m

(x2) = (x2)n(x2)-m

n–m  = 1

ve n+m = 3       =>      n=2, m=1

R = k.[X2]2[Y2]

Kimyasal Tepkimelerde Hız
Mekanizmalı Tepkimelerde Hız
Derişimin Hıza Etkisi
Sıcaklığın Hıza Etkisi
Katalizörün Hıza Etkisi
Temas Yüzeyinin Hıza Etkisi