11-kimyasal-tepkimelerde-hiz 11.sayfa
1) Üç temel grafik
| Mertebe | Doğru çizgi veren grafik | Eğim |
|---|---|---|
| 0 | [A] – t | −k |
| 1 | ln[A] – t | −k |
| 2 | 1/[A] – t | +k |
2) Neden işe yarar?
Deneyden elde edilen verilerle hangi dönüşümün doğrusal olduğunu bulmak, mertebeyi hızlıca belirler.
Sınav taktiği: Soruda “grafik doğrusal oldu” diyorsa, tabloyu kullan.
3) Örnek yorum
ln[A] – t grafiği doğru ise tepkime 1. mertebedir ve eğim −k’dır.
Sayfa 11/20
12-kimyasal-tepkimelerde-hiz 12.sayfa
1) Arrhenius bağıntısı
Sıcaklık arttıkça hız sabiti genellikle artar:
A: frekans (çarpışma) faktörü, Ea: aktivasyon enerjisi, R: gaz sabiti, T: Kelvin.
2) Nitel sonuç
- T artarsa, üstel ifadede “eksi bölü” küçülür → k büyür.
- Ea büyükse aynı sıcaklıkta k daha küçük olur.
Özet: Sıcaklık, hız bağıntısındaki k üzerinden etkiler.
3) İki sıcaklık arasında karşılaştırma (log formu)
Uyarı: T mutlaka Kelvin olmalıdır.
Sayfa 12/20
13-kimyasal-tepkimelerde-hiz 13.sayfa
1) Mekanizma nedir?
Bazı tepkimeler tek adımda değil, birden fazla basamakla gerçekleşir. Bu basamakların toplamı genel tepkimeyi verir.
2) Yavaş basamak (hız belirleyici)
En yavaş basamak toplam hızı belirler. Lise düzeyinde çoğu soruda hız bağıntısı bu basamaktan alınır.
AYT: Hız bağıntısı ile stokiyometri arasındaki farkı en iyi mekanizma açıklar.
3) Örnek mekanizma (şematik)
Genel: A + B → Ürün
- Hızlı: A ⇌ I (ara tür)
- Yavaş: I + B → Ürün
Bu durumda hız, yavaş basamağa göre yazılır: v = k[I][B]. Ara tür [I] deneysel/teorik ilişkiyle giderilebilir (ileri düzey).
Dikkat: Ara tür (intermediate) genellikle genel denklemde görünmez ama mekanizmada vardır.
Sayfa 13/20
14-kimyasal-tepkimelerde-hiz 14.sayfa
1) Katalizörün rolü
Katalizör, daha düşük aktivasyon enerjili bir yol sunar. Böylece aynı sıcaklıkta etkin çarpışma oranı artar.
2) Homojen ve heterojen kataliz
| Tür | Faz | Özellik |
|---|---|---|
| Homojen | Aynı faz | Çözeltide kataliz; ara kompleks oluşabilir |
| Heterojen | Farklı faz | Genelde yüzeyde adsorpsiyon–reaksiyon–desorpsiyon |
3) Katalizör hız bağıntısını değiştirebilir mi?
Evet. Çünkü mekanizmayı değiştirir; bu da deneysel hız bağıntısını değiştirebilir.
Özet: Katalizör “denklemde varmış gibi” düşünülmez; mekanizmayı yeniler.
Sayfa 14/20
15-kimyasal-tepkimelerde-hiz 15.sayfa
1) Ölçülebilen değişkenler
Doğrudan derişim ölçülemese bile, onunla ilişkili bir büyüklük izlenebilir:
- Gaz tepkimelerinde basınç veya hacim
- Renkli çözeltilerde renk şiddeti (spektrofotometri fikri)
- Çökelti oluşumunda bulanıklık
- İletkenlik, pH gibi özellikler
2) Grafik okuma
Derişim–zaman grafiğinde:
- Ortalama hız: iki nokta arasındaki eğim.
- Anlık hız: bir noktadaki teğet eğimi.
Sık soru: “Başlangıç hızı” genellikle t = 0 anındaki teğet eğimidir.
3) Stokiyometri ile ürün hızı
Ürün derişimi artış hızı, katsayı ilişkisiyle bulunur (Sayfa 2 mantığı).
Sayfa 15/20
16-kimyasal-tepkimelerde-hiz 16.sayfa
1) Hız bağıntısını katsayıdan yazmak
Yanlış genelleme: “aA + bB → … ise v = k[A]a[B]b” her zaman doğru değildir.
Bu ancak tepkime tek basamaklı (elementer) ise geçerli kabul edilir. Lise sorularında genelde “deneyle bulunur” vurgusu vardır.
2) Negatif işareti unutmak
Girenler için hız yazarken eksi kullanılır:
3) Sıcaklık değişince k sabit sanmak
Hatırla: Derişim değişimi v’yi, sıcaklık değişimi çoğunlukla k’yı değiştirir.
4) Birim karmaşası
k’nın birimi mertebeye bağlıdır. Özellikle 2. mertebede L mol−1 s−1 sık çıkar.
Sayfa 16/20
17-kimyasal-tepkimelerde-hiz 17.sayfa
1) Oran sorusu örneği
v = k[A][B] olsun. [A] 2 katına, [B] 3 katına çıkarsa hız kaç kat olur?
Çözüm: Hız çarpanları çarpılır: 2 · 3 = 6 kat.
Pratik: Üs 1 ise “kaç kat arttıysa o kadar kat”. Üs 2 ise “karesini al”.
2) Yüzey alanı yorumu
Katı bir madde toz hâline getirilirse tepkime hızı genelde artar çünkü temas eden yüzey büyür.
3) Katalizör yorumu
Katalizör eklemek, aktivasyon enerjisini düşürür ve aynı koşullarda tepkimeyi hızlandırır.
Sayfa 17/20
18-kimyasal-tepkimelerde-hiz 18.sayfa
1) Birinci mertebede zaman hesaplama
Birinci mertebe için:
Verilen [A]0, [A] ve k ile t bulunur.
2) Yarı ömürden k bulma
Birinci mertebede:
3) Grafik seçimi
Veriler doğrusal çıkıyorsa mertebe tablosunu uygula (Sayfa 11).
Soru dili: “doğrusal” → mertebe tanıma; “eğim” → k
Sayfa 18/20
19-kimyasal-tepkimelerde-hiz 19.sayfa
1) Elementer basamak ve hız yasası
Bir basamak elementerse (tek adımlı kabul edilirse), hız bağıntısında üsler o basamaktaki katsayılardan gelir.
Ancak: Bu, genel denklem için değil, elementer basamak için uygulanır.
2) Ön denge yaklaşımı (kavram)
Bazı mekanizmalarda hızlı bir denge kurulup sonra yavaş basamak gelir. Bu durumda ara türün derişimi, denge ilişkisiyle girenlere bağlanabilir.
Bu konu ileri düzeydedir; AYT’de genelde kavramsal sorulur: “Ara tür görünmez, hız yasası deneysel bulunur.”
3) Hız belirleyici basamak tuzağı
Yanlış düşünce: “En yüksek enerji tepesine sahip basamak her zaman yavaştır.” Genelde doğruya yakın olsa da soru verisiyle desteklenmelidir.
Sayfa 19/20
20-kimyasal-tepkimelerde-hiz 20.sayfa
1) Formül kutusu
| Konu | İfade |
|---|---|
| Giren üzerinden hız | v = − d[A]/dt |
| Hız bağıntısı | v = k[A]m[B]n |
| 0. mertebe | [A] = [A]0 − kt |
| 1. mertebe | ln([A]0/[A]) = kt |
| 2. mertebe | 1/[A] − 1/[A]0 = kt |
| Arrhenius | k = A e−Ea/(RT) |
2) Sınav stratejisi
- Veri varsa: mertebeyi deneyden bul (başlangıç hızları veya grafik).
- Oran sorusuysa: derişim katlarını üslere göre uygula.
- Sıcaklık değişiyorsa: “k değişir” cümlesi genelde anahtardır.
- Katalizör varsa: aktivasyon enerjisi düşer, hız artar; denge sabiti değişmez.
Son kontrol: İşaret (−), birim, mertebe ve “deneysel” vurgusunu gözden geçir.
Sayfa 20/20