Gönderen Konu: KiMYASAL KİNETİK  (Okunma sayısı 3998 defa)

Çevrimdışı roseshah

  • Yeni Üye
  • *
  • İleti: 38
  • Kimya Mühendisi
    • Profili Görüntüle
KiMYASAL KİNETİK
« : 05 Ağustos 2008, 22:50:22 »
01. GIRIŞ
 
Bir reaksiyonun hızını ve mekanizmasını inceleyen bili dalına kinetik denir. Termodinamik reaksiyona giren maddelerle ürünlerin enerji ilişkilerini incelerken, kinetik reaksiyonun hangi hızla dengeye gittiğini ve reaksiyona giren maddelerin hangi yolu izleyerek ürünleri verdiğini inceler.
 
Bazı tepkimeler bir basamak üzerinden yürürken bazıları ise iki veya daha fazla basamak üzerinden yürür. Bir basamaklı tepkimelere basit tepkime çok basamaklı tepkimelere ise karmaşık yada kompleks tepkime denir.
 
Tek yönlü tepkimelere tersinmez tepkime, iki yönlü tepkimelere tersinir tepkime denir.
 
Tersinir tepkimeler, bir denge konumuna ulaşana kadar yürürken, tersinmez tepkimeler tümüyle tamamlanır.
 
Toplam tepkimenin hızını en yavaş basamak olan hız belirleyen basamak kontrol eder. Basamak tepkimeleri ve hız belirleyen basamak deneyler sonucunda belirlenir ve tepkimenin yürüdüğü yol tepkime mekanizması ile belirlenir.
 
Tek bir faz içerisinde yürüyen kimyasal tepkimelere homojen tepkime, iki yada daha fazla faz içeren karışımlarda yürüyen kimyasal tepkimelere heterojen tepkimeler denir.
 
Bir tepkimenin hızını arttırmak için uygulanan işleme kataliz, kullanılan maddelere katalizör denir. Katalizör tepkime karışımı ile aynı fazda ise uygulanan işlem homojen kataliz, ayrı fazda ise heterojen katalizdir. Katalizör basamak tepkimenin içerisinde yer alabilir, fakat toplam tepkimede yer almadığından tepkime sonunda kimyasal bir değişikliğe uğramadan yeniden ortaya çıkar.
 
02. Reaksiyon Hızı
 
Reaksiyona giren maddelerden birinin derişiminin birim zamandaki azalmasına reaksiyon hızı denir. Reaksiyona başlamasından t zaman sonra reaksiyona giren A maddesinin derişimi [A] ise, reaksiyon hızı;
 
Reaksiyon hızı = - d[A] /dt
 
Reaksiyona giren maddenin derişimi azaldığı için (-) işareti koyulur.
 
Eğer reaksiyon hızı ürüne göre yazılacak olursa, t zaman sonra oluşacak ürünün derişimi X ise;
 
Reaksiyon hızı = + d[X] /dt
 
 
Örnek
 
   
RH = -1/a d[A]/dt =1/b d /dt = 1/c d[C] /dt
 
Oluşan her b mol B veya c mol  C için a mol A harcanmaktadır.
 
Bir reaksiyonun hız denklemi deneysel olarak bulunmalıdır.
 
 
03. Reaksiyon Hız Sabiti
 
Reaksiyona giren maddenin derişiminin değişme hızına hız sabiti denir k harfi ile gösterilir.
 
   
RH = k [A]   (Deneysel olarak bulunur)
 
 
04. Reaksiyon Basamağı (mertebesi) ve Molekülaritesi
 
04.01. Basamak
 
Reaksiyon hızı maddelerin derişimi ile orantılı olmalıdır. Ayrıca maddelerin derişimlerinin kuvvetleri ile de orantılı olmalıdır. Bu kuvvet, reaksiyona giren molekül sayısına eşittir.
 
   
RHa [X]2    Reaksiyona A maddesinden 2 molekül katıldığı için hız derişimin karesi ile orantılıdır.
 
Reaksiyon hızı, derişimin kaçıncı kuvveti ile orantılı ise reaksiyonun basamağı o kuvvet kadardır.
 
   
Hız derişimin birinci kuvveti ile orantılı olduğu için bu reaksiyonun basamağı bir olur.
 
 
 
Hız derişimin ikinci kuvveti ile orantılı olduğu için bu reaksiyonun basamağı iki olur.
 
 
 
 
Hız  X’ in ve Y’nin birinci kuvvetleri ile orantılı olduğu için reaksiyonun basamağı 1+1 =2 dir (kuvvetler toplamı).
 
Bir reaksiyonun basamağı, stokiyometrik denkleme bakılarak söylenemez. Basamak deneysel olarak bulunur. Deney sonunda reaksiyonun hızının derişimin kaçıncı kuvveti ile orantılı olduğu saptanır ve bu kuvvet o reaksiyonun basamağıdır denir.
 
04.02. Molekülarite
 
Bir kimyasal reaksiyon, bazı basamaklardan geçerek oluşuyorsa reaksiyonun hızı bu basamaklardan en yavaş olanın hızına eşit olacaktır. Bu en yavaş basamağa hız belirleyen basamak denir.
 
Bir reaksiyonun moleküleritesi, hız belirleyen basamakta rol alan moleküllerin yada iyonların sayısıdır.
 
Örnek
 
 
 
Deneyler bu reaksiyonun hızı için;
 
RH = k[N2O5]   eşitliğini  vermektedir.
 
2 mol N2O5 reaksiyona girdiği için reaksiyon basamağı ikidir.
 
Moleküleritesine göre;
 
Eğer bu tepkime reaksiyonun hız belirleyen basamağı ise moleküleritesi iki (bi-moleküler) oluyor.
 
 
   
Deneyler bu reaksiyonun hızı için;
 
RH = k[KClO] 2  eşitliğini  vermektedir.
 
Moleküleritesine göre;
 
Eğer bu tepkime reaksiyonun hız belirleyen basamağı ise moleküleritesi üç (tri-moleküler) oluyor.
 
Uni-moleküler bir reaksiyon I. basamaktan, bi-moleküler bir reaksiyon II. basamaktan, tri-moleküler bir reaksiyon ise III. basamaktan olmakla birlikte bu cümlelerin tersi doğru değildir.
 
05. Konsantrasyonun Zamanla Bağıntısı ve Yarılanma Süresi
 
Kimyasal reaksiyonlarda zamana bağlı olarak giren maddenin derişiminde bir azalma olur. t anında reaksiyona giren maddenin derişimindeki azalma veya t anındaki reaksiyona giren maddenin derişimi bilinmek istenir. Bir reaksiyon sona erdiğinde (sonsuz zaman) son derişimler kinetik açısından önemlidir.
 
Tepkimeye giren maddelerden birinin derişiminin veya miktarının yarıya inmesi için geçen zamana yarılanma süresi denir ve t1/2 ile gösterilir.
 
 
05.01. 0. Dereceden Reaksiyonlar
 
 
RH = k[A]0
 
[A]0 = 1
 
RH = k
 
0. dereceden reaksiyonlarda, reaksiyon hızı derişim ile orantılı değildir ve t anındaki konsantrasyon;
 
-d[A] / dt =k
 
[A]0 - [A] = kt
 
[A] = - kt + [A]0 
 
Bu tepkime  y = mx+b’ye benzetilecek olunursa  A’ nın t ye karşı çizilen grafiğinde eğim –k’ ya ve grafiğin y eksenini kestiği nokta [A]0 ‘a  eşit olur.
 
 
 
 
t yarılandığı anda başlangıç derişimi ([A]0) de yarıya düşecektir.
 
Yani [A] =1/2[A]0 olacak.
 
t1/2 = [A]0 /2k (yarılanma süresi)
« Son Düzenleme: 08 Aralık 2014, 15:10:37 Gönderen: admin »

Mühendis Forum

KiMYASAL KİNETİK
« : 05 Ağustos 2008, 22:50:22 »

Çevrimdışı roseshah

  • Yeni Üye
  • *
  • İleti: 38
  • Kimya Mühendisi
    • Profili Görüntüle
Ynt: KiMYASAL KÝNETÝK
« Yanıtla #1 : 05 Ağustos 2008, 22:52:49 »
•  Bir reaksiyonun hýz sabitinin birimi , o reaksiyonun kaçýncý dereceden olduðuna dair bize bilgi verir.
 
-d[A] / dt = k
 
(mol/L) / zaman = k
 
k = molL-1zaman-1
 
 
05.02. I. Dereceden Reaksiyonlar
 
RH = k[A]1
 
RH = - d[A] / dt = k[A]
 
RH = - d[A] / [A] = kdt                 bu eþitliðin integrali alýnýrsa
 
log ([A]0 / [A]) = kt / 2.303
 
log [A] = (-kt /2.303) + log [A]0   
 
Bu tepkime  y = mx+b’ye benzetilecek olunursa  log [A]’ nýn t’ ye karþý çizilen grafiðinde eðim –k / 2.303 ’ e eþit olur.
 
  t yarýlandýðý anda baþlangýç deriþimi ([A]0) de yarýya düþecektir.
 
Yani [A] =1/2[A]0 olacak.
 
log ([A]0 / [A]) = kt / 2.303
 
log ([A]0 / 1/2[A]0) = kt1/2 /2.303
 
t1/2 = 0,693 / k
 
• Bir reaksiyonun hýz sabitinin birimi , o reaksiyonun kaçýncý dereceden olduðuna dair bize bilgi verir.
 
- d[A] / dt = k[A]
 
(mol/L) / zaman = k (mol/L)
 
k = zaman-1
 
 
05.03. II. Dereceden Reaksiyonlar
 
RH = k[A]2
 
RH = - d[A] / [A]2 = kdt
 
1/ [A] - 1/ [A]0 = kt
 
1/ [A] = kt + 1/ [A]0
 
Bu tepkime  y = mx+b’ye benzetilecek olunursa  1 / [A]’ nýn t’ ye karþý çizilen grafiðinde eðim k’ ya eþit olur.
     
t yarýlandýðý anda baþlangýç deriþimi ([A]0) de yarýya düþecektir.
 
Yani [A] =1/2[A]0 olacak.
 
t1/2 = 1 / k[A]0 (yarýlanma süresi)
 
•   Bir reaksiyonun hýz sabitinin birimi , o reaksiyonun kaçýncý dereceden olduðuna dair bize bilgi verir.
 
- d[A] / dt = k[A]2
 
(mol/L) / zaman = k (mol2/L2)
 
k = Lmol-1zaman-1

Mühendis Forum

Ynt: KiMYASAL KÝNETÝK
« Yanıtla #1 : 05 Ağustos 2008, 22:52:49 »