Kimyasal Kinetik

Kimyasal kinetik, bir tepkimede tepkenlerin ürünlere dönüşümü sırasında (gidilen yolda) ne olduğuyla ve dönüşümün ne kadar hızlı olduğuyla ilgilenen kimyanın bir alanıdır.

Kimyasal tepkimede birim zamandaki değişim olarak tepken ve ürünlerin derişimlerindeki değişimdir.

Tepkime hızının birimi mol/L zaman dır.

Bir tepkime için genel bir tepkime hızı, bir tepkime bileşeninin oluşum veya tükenme hızının o bileşenin tepkime denklemindeki stokiyometrik katsayısına bölünmesi ile elde edilebilir.

Kimyasal kinetikte tepkimenin belli bir anındaki hıza karşılık gelen anlık hız kavramı herhangi bir t anındaki hızdır.

Tepkimenin başladığı andaki (t=0 an›ndaki) anlık tepkime hızına tepkime başlangıç hızı denir.

Hız sabitinin sayısal değeri, sıcaklık sabit kalmak koşulu ile, tepken veya ürün derişimlerinde meydana gelen değişikliklerden etkilenmez. Ayrıca, tepkime hızı zamana bağlı olarak değişirken, k nin değeri tüm tepkime süresince sabittir.

Tepkime derecesi; hız ifadesindeki derişim terimlerinin üslerinin toplamıdır.

Eğer bir tepkime, bir tepkene göre sıfırıncı dereceden ise onun tepkimede derişiminin değişmesi tepkime hızını etkilemez. Eğer bir tepkime, bir tepkene göre birinci dereceden ise o tepkenin derişimindeki değişme tepkime hızının aynı oranda değişmesine sebep olur. Tepkime bir tepkene göre ikinci dereceden olduğu zaman tepken derişimi örneğin 2 katına çıkarsa tepkimenin hızı da 4 katına çıkar.

Yarılanma ömrü, bir maddenin (tepkenin) derişiminin, kütlesinin veya basıncının yarıya düşmesi için geçmesi gereken zamandır.

Birinci dereceden tepkime için yarılanma ömrünün (t1/2) tepkimenin başlangıç derişiminden bağımsız olduğuna dikkat ediniz. Bu nedenle, birinci dereceden bir tepkimenin herhangi bir anında yarılanma ömrünün değeri aynıdır, değişmez.

Bir tepkimenin gerçekleşebilmesi için çarpışan moleküllerin sahip olması gereken minimum enerjiye tepkimenin etkinleşme enerjisi (Ea) denir.

Potansiyel enerji diyagramı incelendiğinde, tepkenlerin etkileşmesiyle (çarpışmasıyla) birlikte sistemin enerjisi artmakta ve bir maksimuma ulaşmaktadır. Bu maksimum noktadaki sistemin haline geçiş hali denir.

Geçiş halinde tepken moleküllerindeki bağların kırılmakta olduğu ve ürün moleküllerindeki bağların
oluşmakta olduğu yüksek enerjili bir yapı oluşur. Bu yapıya etkinleşmiş (aktifleşmiş) kompleks denir.

Tepkime mekanizması, tepkenlerin ürünlere dönüşürken oluştuğu düşünülen atomik değişimleri tanımlayan basit tepkimeler dizisidir.

Önerilen tepkime mekanizmalarında, basamaklardan biri daima diğerlerine göre daha yavaş yürür ve bu basamak tüm tepkime için hız belirleyen basamak olarak isimlendirilir. Hız belirleyen basamak tüm tepkime hızını sınırlar.

Basit bir tepkimedeki tepkenler birbirleriyle etkileşerek (çarpışarak) tepkime verirler. Yani tepkime vermek üzere karşılaşılan (çarpışan) yapılardır. Basit tepkimeye tepken olarak katılan moleküllerin sayısına tepkimenin molekülaritesi denir.

Katalizörler, tepkimenin daha düşük etkinleşme enerjisine sahip farklı bir mekanizma üzerinden yürümesini sağlayarak tepkime hızını arttıran maddelerdir.

Bir basit tepkimede oluşan ve ardından gelen tepkimede tüketilen moleküllere, atomlara ara ürün denir.

Kataliz, bir kimyasal tepkimenin hızının katalizör varlığında arttırılması sürecidir.