Tepkime hızı
Kısa tanım
Tepkime hızı, bir kimyasal tepkimede girenlerin derişiminin azalma ya da ürünlerin derişiminin artma hızıdır; genellikle mol/L·s birimiyle ifade edilir.
Diğer adları: Reaksiyon hızı, Kimyasal kinetik
Demirin paslanması yıllar sürer, barutun yanması ise saniyenin kesirleri kadar. Bu fark tepkime hızıyla açıklanır. Kimyanın bu konuyu inceleyen dalına kimyasal kinetik denir.
Hız denklemi
Çoğu tepkime için hız, derişimlere bağlı bir ifadeyle yazılır: Hız = k [A]^m [B]^n. Burada k hız sabiti, m ve n ise deneyle bulunan tepkime dereceleridir; bunlar denkleştirilmiş denklemdeki katsayılarla her zaman aynı değildir.
Birinci derece tepkimeler
Hız yalnızca bir girenin derişimine doğrusal bağlıysa derişim zamanla üstel azalır: [A] = [A]₀ · e^(−kt) ve yarılanma süresi t½ = ln 2 / k olur. Örnek: k = 0,0231 dk⁻¹ ise t½ = 0,693 / 0,0231 ≈ 30 dakika. 60 dakika sonra başlangıç derişiminin dörtte biri kalır. İkinci derece tepkimelerde ise 1/[A] = 1/[A]₀ + kt ilişkisi geçerlidir. Bu senaryoları tepkime hızı hesaplama aracında karşılaştırabilirsin.
Hızı etkileyen faktörler
- Derişim: Tanecik sayısı arttıkça çarpışma sıklığı artar.
- Sıcaklık: Kabaca her 10 °C artış birçok tepkimenin hızını iki-üç katına çıkarır; bu ilişki Arrhenius denklemiyle ifade edilir.
- Katalizör: Aktivasyon enerjisini düşürür, kendisi harcanmaz.
- Temas yüzeyi: Toz haldeki katı, iri parçadan hızlı tepkimeye girer.
Nerede işine yarar?
İlaçların raf ömrü, gıdaların bozulma süresi ve endüstriyel reaktörlerin tasarımı tepkime hızı verileriyle belirlenir. Sıcaklığın hız sabitine etkisini ayrıca görmek istersen Arrhenius denklemi hesaplama aracını kullanabilirsin.
Dikkat
Tepkime hızı ile denge farklı kavramlardır: hız bir tepkimenin ne kadar çabuk ilerlediğini, denge sabiti ise sonunda ne kadar ürün oluşacağını anlatır. Katalizör hızı artırır ama denge konumunu değiştirmez.