Genel Kimya #09 | Tepkime Hızları: Hız Yasası, Yarılanma Süresi, Arrhenius ve Kataliz

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Sınavda şöyle gelir: sıcaklık 25 °C'den 35 °C'ye çıkınca çarpışma sayısı yalnız yüzde iki artıyor, tepkime hızı ise üç katına çıkıyor. Neden? Doğru cevap: aktivasyon enerjisini aşan çarpışmaların payı üç katından fazla büyür. Hızı çarpışma sayısının belirlediğini sanan yanılır. Genel Kimya serisinin bu dersinde tepkime hızını ve ölçümünü, hız yasasını ve mertebeyi, birinci mertebede yarılanma süresini, çarpışma kuramını ve Arrhenius denklemini, mekanizmayı ve katalizi çözümlü sorularla işliyoruz. Bu derste: - Tepkime hızı: birim zamanda derişim değişimi (M/s); ortalama hız Δ[ ]/Δt, anlık hız teğetin eğimi; katsayıya bölünce her madde için aynı sayı - Hız yasası hız = k[A]ᵐ[B]ⁿ: mertebeler deneyden bulunur, denklemdeki katsayılardan okunmaz; başlangıç hızları yöntemi (2ᵐ = hız oranı) - Birinci mertebe: ln([A]/[A]₀) = −kt, ln[A]–t doğrusu; yarılanma süresi t½ = 0.693 / k, derişimden bağımsız - İkinci ve sıfırıncı mertebe: doğrusal grafik, yarılanma süresi ve k birimi - Çarpışma kuramı k = Z × f × p; geçiş hali ve aktivasyon enerjisi; Arrhenius denklemi ve ln k – 1/T doğrusu - Mekanizma: ara ürün ve hız belirleyen yavaş basamak (NO₂ + CO); katalizör aktivasyon enerjisini düşürür (homojen, heterojen, enzim) - Klasik yanlışlar: mertebeyi katsayıdan okumak, ln yerine log kullanmak, k birimini mertebeye bakmadan yazmak - Soru 1 (a, b): 2A + B → C; deney 2 / deney 1 hız oranı 2.00, m = 1; deney 3 / deney 1 oran 1, n = 0; hız = k[A] - Soru 1 (c, d): k = 2.31 × 10⁻³ / 0.100 = 2.31 × 10⁻² s⁻¹; t½ = 0.693 / 0.0231 = 30.0 s - Soru 1 (e): ln([A]/[A]₀) = −0.0231 × 75.0 = −1.73; [A] = 0.100 × 0.177 = 0.0177 M; sağlama 2.5 yarılanma; log ile ≈ 0.0019 M hatası - Soru 2: k 25 °C'de 1.50 × 10⁻³, 45 °C'de 6.00 × 10⁻³ s⁻¹; Ea = 54.6 kJ/mol, 35 °C'de k = 3.07 × 10⁻³ s⁻¹; bine bölmeyi unutmak 54 600 kJ/mol verir Bölümler: 0:00 Giriş ve Sınav Sorusu 0:38 Kaynak Kitap ve Seri Haritası 0:58 Tepkime Hızı: Ortalama ve Anlık Hız 1:28 Eksi İşaret ve Katsayıya Bölme 1:56 Hız Nasıl Ölçülür? 2:12 Hız Yasası, Hız Sabiti ve Mertebe 2:40 Başlangıç Hızları Yöntemi 3:04 Birinci Mertebe ve ln Doğrusu 3:28 Yarılanma Süresi 3:52 İkinci ve Sıfırıncı Mertebe 4:13 Çarpışma Kuramı 4:43 Geçiş Hali ve Potansiyel Enerji Diyagramı 5:11 Arrhenius Denklemi 5:39 Mekanizma ve Hız Belirleyen Basamak 6:05 Kataliz 6:31 Üç Klasik Tuzak 6:49 Soru 1: Başlangıç Hızlarından Hız Yasası 7:28 Soru 1 (a): A'ya Göre Mertebe 8:02 Soru 1 (b): B'ye Göre Mertebe ve Hız Yasası 8:36 Soru 1 (c): Hız Sabiti ve Birimi 9:12 Soru 1 (d): Yarılanma Süresi 9:48 Soru 1 (e): 75 Saniye Sonra Kalan Derişim 10:27 Soru 1: Sağlama 11:05 Soru 1: En Sık Hatalar 11:38 Soru 2: İki Sıcaklıktan Aktivasyon Enerjisi 12:18 Soru 2: Kelvin ve Hız Sabitleri Oranı 12:50 Soru 2: 1/T Farkı ve Aktivasyon Enerjisi 13:26 Soru 2: Kilojul ve 35 °C'de Hız Sabiti 14:03 Soru 2: Sağlama ve En Sık Hata 14:39 Bu Derste Öğrendiklerimiz 14:57 Akılda Kalan Kural ve Sıradaki Ders Sıradaki derste kimyasal denge: ileri ve geri tepkime hızlarının eşitlendiği durum. Kaynak: Darrell D. Ebbing, Steven D. Gammon, General Chemistry, 11. baskı (Cengage, 2017), Bölüm 13 (§13.1–13.9) (konu sırası, tanım ve problem tipi). Birimler SI; derişim mol/L (M), hız M/s, zaman s, enerji J/mol ve kJ/mol, sıcaklık K ve °C. Örnekler özgündür. Genel Kimya serisinin 9. dersi. Ön koşul: mol kavramı, stokiyometri, molarite, gazlar, termokimya, kimyasal bağlar ve çözeltiler.