KİM-8 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü Bu slaytlarda anlatılanlar sadece özet olup ayrıntılı bilgiler ve örnek çözümleri derste verilecektir.
Kimyasal kinetik: kimyasal reaksiyonların zamanla ilerleyişini ve ilerleme hızınınnasıl değiştirileceğini araştıran bilim dalıdır. Bir reaksiyonun, başlamasından denge konumuna ulaşıncaya kadar geçen süre içindeki tüm etkileşmeleri kimyasal kinetik içinde incelenir.
Reaksiyon Hızını Etkileyen Faktörler. Sıcaklık. Reaksiyona girenlerin konsantrasyonları 3. Katalizörler 4. Reaksiyona giren madde katı olduğunda; katı maddenin yüzey alanı hızı etkiler 5. Reaksiyona giren veya reaksiyonda oluşan madde gaz olduğunda, basınç hızı etkiler.
reaksiyon hızı A ve B 'nin derişimleri çarpımı ile orantılıdır. Hız sabiti adı verilen orantı katsayısı k olmak üzere r ile simgeleyeceğimiz reaksiyon hızı için; r = k [A ] [B ] Hız sabiti k'nın sayısal değeri, sıcaklığa ve reaksiyonun uygun çarpışma sayısına bağlıdır.
Genel olarak, bir basamaklı reaksiyonlar veya çok basamaklı reaksiyonların bir basamağı için aa + bb +.. ürünler r = k[a] a [B] b.. Reaksiyon mertebesi derişim üslerinin toplamı ile bulunur. n = a + b +...
.5 HIZ DENKLEMLERİ VE SICAKLIK Reaksiyon hız sabiti k'nın sıcaklıkla değişimi ilk kez Svante Arrhenius tarafından 889 yılında k=z e u E e RT olarak ileri sürülmüştür. Arrhenius denklemi adı verilen bu eşitlikte; Z u reaksiyon için belirgin olan bir sabit, e doğal logaritma tabanı (,78 ) E e reaksiyonun etkinleşme (aktifleşme) enerjisi (j/mol) R gaz sabiti (8,34 jmol - K - ) T mutlak sıcaklıktır. e -Ee/RT çarpanına Boltzmann faktörü adı verilir.
Arrhenius denklemi k=z e u E e RT ln k =ln Zu Ee RT log k =log Z u E e,33rt İki ayrı T ve T sıcaklıkları için ölçülen aynı reaksiyonun hız sabitleri k ve k ise, denklemi iki kez yazılıp taraf tarafa çıkarılarak: log k k = E,33 a R ( T T - x T T )
.6 SIFIRINCI DERECE REAKSİYONLARININ KİNETİĞİ Sıfırıncı dereceden reaksiyonlarda, reaksiyon hızı reaksiyona giren maddenin derişiminden bağımsızdır. r=-d[a]/dt=k[a] n n= olduğundan mertebe sıfırdır. Yani r=k olur.
Sıfırıncı Mertebeden Reaksiyonlar H ı z [ ] A = = ka [ ] = k t d [ A] = k[ A] = k d[ A] = kdt d[ A] dt A = A o t k dt [ A] [ A] = kt [ A] = [ A] kt [A] A nın başlangıç konsantrasyonu, t= [A], t anındaki konsantrasyon [A]= mol dm -3 t= saat k= mol dm -3 s - (Sıfırıncı mertebeden reaksiyon için hız sabitinin birimi)
Sıfırıncı mertebe, yarılanma süresi [ A] = [ A] kt Hız ifadesinde [A] yerine, [A] / alınırsa, t / olmalıdır. [ A] [ A] = kt / [ A] / = kt [ A] = kt/ t / = [ A] k o
Birinci Mertebeden Reaksiyonlar Birinci dereceden tepkimeler genellikle A Ürünler olarak gösterilebilir. Hız = - [A] t [ A] [ ] kt [ A ] = [ A] log [ ] ln A d =k A dt [ ] kt,33 A o [ ] t [ A] A d A = log k dt = log A A = [ ] [ ] A kt,33 [A], t anındaki konsantrasyon, [A] A nın başlangıç konsantrasyonu [A]= mol dm -3 t= saat k= zaman - (Birinci mertebeden reaksiyon için hız sabitinin birimi)
Birinci mertebe, yarılanma süresi log [ A] kt / [ A] = / /,33 log = kt,33 t /,33log k = t/ =,693 k veya ln [A] [A] / ln t ½ = = k k =.693 k
.8 İKİNCİ DERECEDEN REAKSİYONLARININ KİNETİĞİ İkinci dereceden reaksiyonlar iki aynı veya farklı molekülün etkin çarpışması sonucu olur. A ürünler A + B ürünler Eğer [A] = [B] ise - d[a] =k [A] dt Eğer [A] = [B] ise [ A] - d[a] dt d =k A dt A o [ ] t [ A] A d A = [ ] k dt =k [A][B] k: L mol - s - (İkinci mertebeden reaksiyon için hız sabitinin birimi) = + k t [A] [A ] veya [A] - = kt [A]
İkinci derece yarılanma süresi [A] = [A] / ve t = t / alınarak [A] = [A ] + k t = kt + [A ] [A] - [ A] [ A] = kt [ A] = kt t = k[a]