KİM-118 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

1. Sıcaklık2. Reaksiyona girenlerin konsantrasyonları3. Katalizörler4. Reaksiyona giren madde katı olduğunda; katı maddenin yüzey

alanı hızı etkiler5. Reaksiyona giren veya reaksiyonda oluşan madde gaz olduğunda,

basınç hızı etkiler.

• reaksiyon hızı A2 ve B2'nin derişimleri çarpımı ile orantılıdır.

• Hız sabiti adı verilen orantı katsayısı k olmak üzere “r” ile

simgeleyeceğimiz reaksiyon hızı için;

• r = k [A2] [B2]

• Hız sabiti k'nın sayısal değeri, sıcaklığa ve reaksiyonun uygun

çarpışma sayısına bağlıdır.

• Genel olarak, bir basamaklı reaksiyonlar veya çok basamaklıreaksiyonların bir basamağı için

aA + bB + . . → ürünlerr = k[A]a [B]b. .

• Reaksiyon mertebesi derişim üslerinin toplamı ile bulunur.n = a + b + . . .

11.5 HIZ DENKLEMLERİ VE SICAKLIK

• Reaksiyon hız sabiti k'nın sıcaklıkla değişimi ilk kez Svante Arrheniustarafından 1889 yılında

• olarak ileri sürülmüştür. Arrhenius denklemi adı verilen bu eşitlikte;• Zu reaksiyon için belirgin olan bir sabit,• e doğal logaritma tabanı (2,718…)• Ee reaksiyonun etkinleşme (aktifleşme) enerjisi (j/mol)• R gaz sabiti (8,314 jmol-1K-1)• T mutlak sıcaklıktır. • e-Ee/RT çarpanına Boltzmann faktörü adı verilir.

uk=Z eeE

RT−

Arrhenius denklemi

uk=Z eeE

RT−

uln k =ln Z eERT

−

ulog k =log Z 2,303eERT

−

İki ayrı T1 ve T2 sıcaklıkları için ölçülen aynı reaksiyonun hız sabitleri k1 ve k2 ise, denklemi iki kez yazılıp taraf tarafa çıkarılarak:

)T x TT - T(

R 2,303E log

12

12a

1

2 =kk

11.6 SIFIRINCI DERECE REAKSİYONLARININ KİNETİĞİ

• Sıfırıncı dereceden reaksiyonlarda, reaksiyon hızı reaksiyona giren maddenin derişiminden bağımsızdır.

• r=-d[A]/dt=k[A]n n=0 olduğundan mertebe sıfırdır. • Yani r=k olur.

Sıfırıncı Mertebeden Reaksiyonlar

[A]= mol dm-3

t= saat

k= mol dm-3 s-1 (Sıfırıncı mertebeden reaksiyon için hız sabitinin birimi)

[A], t anındaki konsantrasyon

[A]0 A nın başlangıç konsantrasyonu, t=0

[ ] [ ]0∆ AH ı z ∆t

k A k=− = =

[ ] [ ]0Adt

dk A k− = = [ ]Ad kdt− = [ ]

0

Ao

A t

A

d k dt− =∫ ∫

[ ] [ ]0A A kt= −[ ] [ ]0A A kt− = −

Sıfırıncı mertebe, yarılanma süresi

[ ] [ ]0 1/202A

A kt= −

[ ]2kA t o1/2 −=

[ ] [ ]0A A kt= − Hız ifadesinde [A] yerine, [A]0/2 alınırsa, t1/2 olmalıdır.

[ ]01/22

Akt− = −

[ ]01/22

Akt=

Birinci Mertebeden Reaksiyonlar

Hız = -∆[A]∆t

[A], t anındaki konsantrasyon,

[A]0 A nın başlangıç konsantrasyonu

[ ] [ ]Adt

dk A− =

[ ][ ] 0o

A t

A

d Ak dt

A− =∫ ∫

[ ][ ]

0lnA

ktA

=[ ][ ]

0log2,303

A ktA

= [ ] [ ]0log log 2,303ktA A= −

Birinci dereceden tepkimeler genellikle A → Ürünler olarak gösterilebilir.

[A]= mol dm-3

t= saat

k= zaman-1 (Birinci mertebeden reaksiyon için hız sabitinin birimi)

Birinci mertebe, yarılanma süresi

[ ][ ]

0 1/2

2

log/ 2 2,303

A ktA

= 1/2log 22,303kt

=

1/22,303log 2t

k= 1/2

0,693tk

=

ln[A]0[A]0/2k

=t½ln 2k

=0.693

k=veya

0

11.8 İKİNCİ DERECEDEN REAKSİYONLARININ KİNETİĞİ

İkinci dereceden reaksiyonlar iki aynı veya farklı molekülün etkin çarpışması sonucu olur.

2A → ürünlerA + B → ürünler

Eğer [A] = [B] ise ⇒ d[A]dt

Eğer [A] = [B] ise ⇒ d[A]dt

- =k [A]2

=k [A][B]-

[ ] [ ]Adt

dk A− =

[ ][ ] 0o

A t

A

d Ak dt

A− =∫ ∫

2

2 1[A]

1[A0]

+ k t=⇒ 1[A]

- 1[A]0

= ktveya

k: L mol-1 s-1 (İkinci mertebeden reaksiyon için hız sabitinin birimi)

İkinci derece yarılanma süresi

• [A] = [A]0 /2 ve t = t1/2 alınarak

021

0 [A]1 + kt =

2]A[1

22[ [A ]

- 1A ]

= k t0 0

1

0

1 = 21 k[A]

t1[ A ]

= k t0

1 2

1[A]

1[A0]

+ k t=

⇒