11. Sınıf Kimya · Etkileşim
Kimyasal Tepkimelerin Hız Denklemi
- hız denklemi
- hız sabiti
- tepkime derecesi
- tek basamaklı tepkime
- çok basamaklı tepkime
- yavaş basamak
- ara ürün
Kimyasal tepkimelerin hız denklemi nasıl yazılır?
Hız denklemi, tepken derişimlerindeki değişimin tepkime hızını nasıl etkilediğini gösteren bağıntıdır. Tek basamaklı aA + bB → ürünler tepkimesi için r = k[A]^a[B]^b şeklinde yazılır. Buradaki k hız sabitidir; sıcaklığa ve katalizöre bağlıdır, derişime bağlı değildir. Üslerin toplamı tepkimenin derecesini verir ve denkleme yalnızca gaz ve çözelti hâlindeki maddeler yazılır. Örneğin CO(g) + Cl2(g) → COCl2(g) için r = k[CO][Cl2] olup tepkime 2. derecedendir; kabın hacmi yarıya indirilirse hız 4 katına çıkar. Çok basamaklı tepkimelerde hızı en yavaş basamak belirler ve hız denklemi bu basamağa göre yazılır. I− varlığında yürüyen 2H2O2 → 2H2O + O2 tepkimesinin deneysel hız denklemi r = k[H2O2][I−] biçimindedir. Bir tepkenin derişimi 2 katına çıkınca hız 4 katına çıkıyorsa tepkime o maddeye göre 2. derecedendir.
Kimyasal Tepkimelerin Hız Denklemi: konu anlatımı ve özeti
Tepken derişimlerindeki değişimin hızı nasıl etkilediğini matematiksel olarak gösteren bağıntıya hız denklemi denir. Asit yağmurlarına yol açan SO2'nin dönüşümü gibi süreçleri tahmin etmek için bu denklemlerden yararlanılır.
- Tek basamaklı (temel) tepkimelerde hız denklemi katsayılardan yazılır: aA + bB → ürünler için r = k[A]^a[B]^b.
- k hız sabitidir; sıcaklığa ve katalizöre bağlıdır, derişime bağlı değildir. Üslerin toplamı tepkimenin derecesini verir.
- Hız denklemine yalnızca gaz ve çözelti hâlindeki maddeler yazılır; saf katı ve sıvılar yazılmaz.
- Örnek: CO(g) + Cl2(g) → COCl2(g) tek basamaklıdır; r = k[CO][Cl2] ve tepkime 2. derecedendir. Kabın hacmi yarıya indirilirse her derişim 2 katına çıkar, hız 2 · 2 = 4 katına çıkar.
- Çok basamaklı tepkimelerde ara basamaklar ve ara ürünler bulunur; tepkimenin hızını en yavaş basamak belirler ve hız denklemi bu basamağa göre yazılır.
- Örnek: 2H2O2 → 2H2O + O2 tepkimesi I− iyonu varlığında iki basamakta yürür; deneysel hız denklemi r = k[H2O2][I−] şeklindedir.
- Deney verisinden derece bulma: bir tepkenin derişimi 2 katına çıkınca hız 4 katına çıkıyorsa tepkime o maddeye göre 2. derecedendir.
Unutma: Çok basamaklı tepkimelerde hız denklemini net denklemin katsayılarından yazma; yavaş basamağa ya da deney verilerine bak.
Bu özet yapay zekâ ile kitabın ilgili sayfalarından hazırlandı; hata içerebilir. Asıl kaynak MEB ders kitabıdır. İçerikler nasıl hazırlanıyor? · Son güncelleme:
Önce temeli pekiştir
Deney verisinden hız denklemi yazarken her seferinde tek bir maddenin derişiminin değiştiği iki deneyi karşılaştır.
- Diğer derişimlerin aynı kaldığı iki deney seç.
- Değişen maddenin derişimi kaç katına çıkmış, hız kaç katına çıkmış, bak.
- Derişim 2 kat ve hız 2 kat ise o maddeye göre derece 1; hız 4 kat ise derece 2; hız değişmiyorsa derece 0'dır.
- Bulduğun dereceleri üs olarak yaz ve topla.
Örnek: A + 2B → C tepkimesinde [A] 2 katına çıkınca hız 2 katına, [B] 2 katına çıkınca hız 4 katına çıkıyor. Hız denklemi r = k[A][B]² olur; tepkime toplamda 1 + 2 = 3. derecedendir.
Günlük hayattan: Trafikte en dar köprü tüm yolculuğun süresini belirler; çok basamaklı bir tepkimede de en yavaş basamak hızı belirler.
Sık yapılan hata: Her tepkimenin hız denklemini net denklemin katsayılarından yazmak. Doğrusu: Bu yalnızca tek basamaklı tepkimelerde geçerlidir; diğerlerinde deney verisine ya da yavaş basamağa bakılır.
Derinleş
Hayalî bir tepkime için dört deneylik bir veri tablosu oluştur ve bir arkadaşından hız denklemini bulmasını iste; sonra rolleri değiştirin. Tabloyu tasarlarken çözümü tek olacak şekilde hangi derişimleri değiştirmen gerektiğine karar ver. Tartış: İlaç firmaları bir ilacın vücutta parçalanma hızını bilmek ister; bu bilgi ilacın dozu ve kullanım aralığını nasıl etkiler?
Öğrenme çıktıları
Bu konunun soruları MEB öğretim programındaki şu öğrenme çıktılarını ölçer.
KİM.11.1.8Kimyasal tepkimelerin hız denklemini bilimsel veriye dayalı tahmin edebilme
- a) Bir tepkimenin tepken derişimlerine ve başlangıç hızlarına ait hazır veri seti kullanarak tepken derişiminin tepkime hızına etkisine ilişkin önermeler oluşturur.
- c) Veri setini kullanarak belirlediği tepkimenin hız denkleminden hareketle tepken derişiminin tepkime hızına etkisine ilişkin tahminlerde bulunur.
- ç) Kimyasal tepkimelerin hız denklemine ilişkin tahminlerinin geçerliliğini sorgular
Bu konuda neler var?
- Çok Basamaklı Tepkimeler
Sorular
Soru bankasından bu konunun soruları, kolaydan zora.
Kolay
1Okul kantininde bir sipariş üç aşamada hazırlanıyor: kasada ödeme 1 dakika, tost makinesinde pişirme 6 dakika, paketleme 1 dakika sürüyor. Öğrenciler kuyruğun hızını tost makinesinin belirlediğini fark ediyor; kimya öğretmeni bu durumu çok basamaklı tepkimelere benzetiyor. Çok basamaklı bir tepkimenin hızını hangi basamak belirler?
- A) En yavaş basamak
- B) En hızlı basamak
- C) İlk basamak
- D) Son basamak
- E) En çok tanecik içeren basamak
Cevabı göster
Doğru cevap: A) En yavaş basamak
Çok basamaklı tepkimelerde toplam hızı en yavaş basamak belirler ve hız denklemi bu basamağa göre yazılır. Tepkimenin ilk basamakla başladığı için hızı onun belirlediğini düşünen öğrenci, kantindeki örnekte ödemenin kuyruğu yavaşlatmadığını gözden kaçırır.
Kolay
2Mangalda kömür yanarken C(k) + O₂(g) → CO₂(g) tepkimesi gerçekleşir; bu tepkimenin tek basamaklı olduğu kabul ediliyor. Mangala körükle hava üflendiğinde yanmanın hızlandığı görülüyor. Bu tepkimenin hız denklemi hangisidir?
- A) r = k[C][O₂]
- B) r = k[C]
- C) r = k[CO₂]
- D) r = k[C][O₂]²
- E) r = k[O₂]
Cevabı göster
Doğru cevap: E) r = k[O₂]
Hız denklemine saf katı ve sıvılar yazılmaz; katı karbon yazılmadığı için hız denklemi r = k[O₂] olur ve körükle O₂ artınca hız artar. Katsayılardan yazarken bütün tepkenleri ekleyen öğrenci r = k[C][O₂]'yi seçer.
Kolay
3Bir öğrenci aynı tepkimeyi önce farklı başlangıç derişimleriyle, sonra farklı hacimdeki kaplarda yapıyor ve hız sabitinin değişmediğini görüyor. Deneyi 40 °C'de tekrarladığında ve ortama bir katalizör eklediğinde ise k değerinin değiştiğini kaydediyor. Bu verilere göre hız sabiti k neye bağlıdır?
- A) Sıcaklık ve katalizöre
- B) Tepken derişimlerine
- C) Kabın hacmine
- D) Tepkimenin süresine
- E) Derişim ve kabın hacmine
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Sıcaklık ve katalizöre
Hız sabiti sıcaklığa ve katalizöre bağlıdır; derişim ya da hacim değişimi tepkime hızını değiştirse de k'yi değiştirmez. Hızın derişimle değişmesini k'nin de değişmesi sanan öğrenci, hız ile hız sabitini karıştırır.
Kolay
4Bir araştırmacı, 2A(g) + B(g) → ürünler tepkimesinin tek basamakta gerçekleştiğini, yani iki A ile bir B taneciğinin aynı anda çarpıştığı tek bir mekanizmayla yürüdüğünü belirliyor. Bu tepkimenin hız denklemi hangisidir?
- A) r = k[A]²[B]
- B) r = k[A][B]
- C) r = k[A][B]²
- D) r = k[A]²[B]²
- E) r = k[A]²
Cevabı göster
Doğru cevap: A) r = k[A]²[B]
Tek basamaklı tepkimelerde hız denklemi katsayılardan yazılır; katsayılar derişimlerin üssü olur: r = k[A]²[B]. Üsleri yer değiştiren öğrenci r = k[A][B]²'yi seçer; oysa üs, ilgili maddenin çarpışmaya katılan tanecik sayısıdır.
Kolay
5Hız denklemi r = k[A][B] olan bir tepkimede sıcaklık sabitken A'nın derişimi 2 katına çıkarılıyor, B'nin derişimi değiştirilmiyor. Tepkime hızı nasıl değişir?
- A) 2 katına çıkar.
- B) Yarıya iner.
- C) Değişmez.
- D) 4 katına çıkar.
- E) 8 katına çıkar.
Cevabı göster
Doğru cevap: A) 2 katına çıkar.
Hız A'nın derişimiyle doğru orantılıdır; [A] 2 katına çıkınca hız da 2 katına çıkar. Toplam derece 2 diye hızın 4 katına çıkacağını düşünmek hatalıdır.
Kolay
6H₂(g) + I₂(g) → 2HI(g) tepkimesinin tek basamakta gerçekleştiği kabul ediliyor. Bu tepkimenin hız denklemi hangisidir?
- A) r = k[HI]²
- B) r = k[H₂]²[I₂]
- C) r = k[H₂][I₂]
- D) r = k[HI]² / [H₂][I₂]
- E) r = k[H₂][I₂]²
Cevabı göster
Doğru cevap: C) r = k[H₂][I₂]
Tek basamaklı tepkimelerde hız denklemi tepkenlerin katsayılarından yazılır; her iki tepkenin katsayısı 1'dir. Ürünler hız denklemine yazılmaz.
Kolay
7Bir tepkimede B'nin derişimi sabit tutulup A'nın derişimi 2 katına çıkarıldığında başlangıç hızının da 2 katına çıktığı ölçülüyor. Tepkime A'ya göre kaçıncı derecedendir?
- A) 3
- B) 1
- C) 2
- D) 0
- E) 4
Cevabı göster
Doğru cevap: B) 1
Derişim 2 katına çıkınca hız da 2 katına çıkıyorsa 2ⁿ = 2'den n = 1'dir. Hız 4 katına çıksaydı tepkime A'ya göre 2. dereceden olurdu.
Kolay
82NO(g) + 2H₂(g) → N₂(g) + 2H₂O(g) tepkimesi için deneylerle r = k[NO]²[H₂] hız denklemi bulunmuştur. Bu tepkimenin toplam derecesi kaçtır?
- A) 5
- B) 2
- C) 1
- D) 4
- E) 3
Cevabı göster
Doğru cevap: E) 3
Toplam derece üslerin toplamıdır: 2 + 1 = 3. Net denklemin katsayılarını toplayan öğrenci 4 bulur.
Kolay
9Tek basamakta gerçekleşen CO(g) + Cl₂(g) → COCl₂(g) tepkimesinin hız denklemi r = k[CO][Cl₂]'dir. Sıcaklık sabitken kabın hacmi 2 katına çıkarılırsa tepkime hızı nasıl değişir?
- A) Yarıya iner.
- B) 2 katına çıkar.
- C) Dörtte birine iner.
- D) 4 katına çıkar.
- E) Değişmez.
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Dörtte birine iner.
Hacim 2 katına çıkınca her gazın derişimi yarıya iner; hız (1/2) × (1/2) = 1/4'üne düşer. Yalnız bir tepkenin derişimini hesaba katan öğrenci yarıya iner der.
Kolay
10Hız denklemi r = k[A]² olan bir tepkimede A'nın derişimi 3 katına çıkarılıyor. Tepkime hızı kaç katına çıkar?
- A) 27
- B) 1
- C) 9
- D) 3
- E) 6
Cevabı göster
Doğru cevap: C) 9
Hız [A]² ile orantılı olduğundan 3² = 9 katına çıkar. Üssü dikkate almayan öğrenci 3 kat der.
Kolay
11Bir öğrenci hız denklemini her zaman net denklemin katsayılarından yazıyor. Öğretmeni bu yöntemin bazı tepkimelerde yanlış sonuç verdiğini söylüyor. Bu yöntem hangi tepkimelerde kullanılamaz?
- A) Ekzotermik tepkimelerde
- B) Çok basamaklı tepkimelerde
- C) Yalnız gaz fazındaki tepkimelerde
- D) Yalnız iki tepkeni olan tepkimelerde
- E) Tek basamaklı tepkimelerde
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Çok basamaklı tepkimelerde
Çok basamaklı tepkimelerde hız denklemi yavaş basamağa ya da deney verilerine göre yazılır. Tek basamaklı tepkimelerde ise katsayılar doğrudan üs olarak kullanılabilir.
Kolay
12X(k) + 2Y(g) → Z(g) tepkimesinin tek basamakta gerçekleştiği biliniyor. Bu tepkimenin hız denklemi hangisidir?
- A) r = k[X][Y]
- B) r = k[Z]
- C) r = k[X]
- D) r = k[X][Y]²
- E) r = k[Y]²
Cevabı göster
Doğru cevap: E) r = k[Y]²
Hız denklemine yalnız gaz ve çözelti hâlindeki maddeler yazılır; X katı olduğu için yazılmaz. Y'nin üssü katsayısı olan 2'dir.
Kolay
13Bir tepkimenin hız denklemi yazılırken bazı maddelerin derişimleri denkleme yazılmaz. Aşağıdakilerden hangisinin derişimi hız denklemine yazılmaz?
- A) Suda çözünmüş tepkenler
- B) Yavaş basamaktaki gaz tepkenler
- C) Gaz hâlindeki tepkenler
- D) Çözelti hâlindeki iyonlar
- E) Saf katı ve saf sıvılar
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Saf katı ve saf sıvılar
Hız denklemine yalnız gaz ve çözelti hâlindeki maddeler yazılır; saf katı ve sıvıların derişimleri sabit kabul edilir. Çözünmüş tepkenler ve iyonlar denkleme yazılır.
Kolay
14Bir tepkimenin hız denklemi r = k[A][B]² olarak belirleniyor. Bu tepkimenin toplam derecesi kaçtır?
- A) 0
- B) 3
- C) 4
- D) 2
- E) 1
Cevabı göster
Doğru cevap: B) 3
Tepkimenin derecesi hız denklemindeki üslerin toplamıdır: 1 + 2 = 3. Yalnız B'nin üssüne bakan öğrenci 2 der.
Kolay
15Bir tepkime şu basamaklarla gerçekleşiyor: 1. basamak: 2A → C (yavaş) 2. basamak: C + B → D (hızlı) Bu mekanizmadaki C maddesi için hangisi doğrudur?
- A) Tepkimeyi hızlandıran ve değişmeden çıkan katalizördür.
- B) Net tepkime sonunda kapta kalan son üründür.
- C) Net tepkimenin ilk tepkenlerinden biridir.
- D) Hız denkleminde yer alan tek maddedir.
- E) Bir basamakta oluşup diğerinde harcanan ara üründür.
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Bir basamakta oluşup diğerinde harcanan ara üründür.
C birinci basamakta oluşur, ikinci basamakta harcanır; net denklemde görünmez, bu yüzden ara üründür. Katalizör ise başta harcanıp sonda yeniden oluşan maddedir.
Kolay
16Bir tepkime iki basamakta gerçekleşiyor: 1. basamak: 2A → C (yavaş) 2. basamak: C + B → D (hızlı) Bu tepkimenin hız denklemi hangisidir?
- A) r = k[D]
- B) r = k[C][B]
- C) r = k[A]²
- D) r = k[A][B]
- E) r = k[A]²[B]
Cevabı göster
Doğru cevap: C) r = k[A]²
Çok basamaklı tepkimelerde hızı en yavaş basamak belirler; hız denklemi bu basamağa göre yazılır. Net denklemin katsayılarından yazılan r = k[A]²[B] bu nedenle yanlıştır.
Kolay
17Bir araştırma grubu, tepken derişiminin tepkime hızına etkisini belirlemek için her deneyde tepkenlerin karıştırıldığı andaki hızı, yani başlangıç hızını ölçüyor. Gruptan Efe, hızın tepkime sürerken herhangi bir anda ölçülmesinin de aynı işi göreceğini düşünüyor. Başlangıç hızının tercih edilmesinin nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Başlangıç anında hız sabiti en büyük değerindedir ve zamanla küçülür.
- B) Başlangıç anında tepkime henüz başlamadığı için hız sıfır olarak ölçülür.
- C) Başlangıç anındaki tepken derişimleri, hazırlanan değerler olarak kesin bilinir.
- D) Tepkime ilerledikçe sıcaklık sabit kalsa da aktivasyon enerjisi büyür.
- E) Hız denklemi yalnız başlangıç anında geçerlidir, sonrasında uygulanamaz.
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Başlangıç anındaki tepken derişimleri, hazırlanan değerler olarak kesin bilinir.
Hız denklemi, hız ile tepken derişimleri arasındaki ilişkidir; bu ilişkiyi bulmak için hızın ölçüldüğü andaki derişimlerin bilinmesi gerekir. Tepkenler karıştırıldığı anda derişimler, deney için hazırlanan başlangıç derişimleridir. Tepkime ilerledikçe tepkenler harcanır ve derişimler sürekli değişir. Hız sabiti ve aktivasyon enerjisi sabit sıcaklıkta zamanla değişmez; hız denklemi tepkimenin her anında geçerlidir.
Kolay
18A(g) + B(g) → C(g) tepkimesi için sabit sıcaklıkta üç deney yapılıyor: 1. deney: [A] = 0,10 M, [B] = 0,20 M, başlangıç hızı 0,006 M/s 2. deney: [A] = 0,20 M, [B] = 0,20 M, başlangıç hızı 0,012 M/s 3. deney: [A] = 0,20 M, [B] = 0,50 M, başlangıç hızı 0,030 M/s Zehra her deneyde başlangıç hızını [A] · [B] çarpımına bölüyor ve üçünde de 0,3 değerini buluyor. Zehra'nın bulduğu bu sonuç aşağıdakilerden hangisini gösterir?
- A) Tepkime hızı derişimlerden bağımsızdır; 0,3 değeri tepkimenin sabit hızıdır.
- B) Veriler r = k[A]²[B] denklemiyle uyumludur; 0,3 değeri tepkime derecesidir.
- C) Tepkime A'ya göre sıfırıncı derecedendir; 0,3 değeri B'nin derişimidir.
- D) Hız sabiti derişimle birlikte büyür; 0,3 değeri yalnız ilk deney için geçerlidir.
- E) Veriler r = k[A][B] denklemiyle uyumludur; 0,3 değeri hız sabitidir.
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Veriler r = k[A][B] denklemiyle uyumludur; 0,3 değeri hız sabitidir.
r = k[A][B] ise r / ([A] · [B]) oranı her deneyde aynı sayıyı, hız sabiti k'yi vermelidir. Hesap: 0,006 / (0,10 · 0,20) = 0,3; 0,012 / (0,20 · 0,20) = 0,3; 0,030 / (0,20 · 0,50) = 0,3. Oranın sabit çıkması modelin verilerle uyumlu olduğunu ve k = 0,3 L/(mol · s) olduğunu gösterir. Hız derişimle değişmektedir (0,006'dan 0,030'a); hız sabiti ise sabit sıcaklıkta derişime bağlı değildir.
Orta
19Pistonlu kapalı bir kapta tek basamaklı 2X(g) + Y(k) → Z(g) tepkimesi gerçekleşiyor. Bir öğrenci sabit sıcaklıkta pistonu iterek kabın hacmini yarıya indiriyor. Tepkime hızı kaç katına çıkar?
- A) 2
- B) 4
- C) 6
- D) 8
- E) 16
Cevabı göster
Doğru cevap: B) 4
Katı Y hız denklemine yazılmaz: r = k[X]². Hacim yarıya inince [X] 2 katına çıkar ve hız 2² = 4 katına çıkar; Y'yi de hız denklemine yazan öğrenci 8 katını bulur.
Orta
20Bir laboratuvarda hız denklemi r = k[X]²[Y] olan bir tepkimeyle ürün elde ediliyor. Üretimi hızlandırmak isteyen teknisyen, sıcaklığı sabit tutarak X'in derişimini 3 katına çıkarıyor, Y'nin derişimini değiştirmiyor. Tepkime hızı kaç katına çıkar?
- A) 3
- B) 6
- C) 9
- D) 18
- E) 27
Cevabı göster
Doğru cevap: C) 9
Hız X'in derişiminin karesiyle orantılıdır: 3² = 9; Y değişmediği için hız 9 katına çıkar. Üssü katsayı gibi çarpan öğrenci 2 · 3 = 6, Y'yi de üç katına çıkmış sayan öğrenci 27 bulur.
Katkıda bulun
Özette bir hata mı gördün, eklenmesi gereken bir bilgi ya da güzel bir soru mu var? Öner; yönetici onaylarsa sitede yayımlanır ve sana bildirim gelir.
