Reaksiyon Hızı

Reaksiyon hızı, birim zamanda bir reaktan veya ürün miktarındaki değişikliktir. Bu nedenle reaksiyon hızları, reaktan veya ürün miktarları ile ilgili olabilecek bazı özelliklerin zamana bağlılığı ölçülerek belirlenir. Örneğin, gaz halindeki maddeleri tüketen veya üreten reaksiyon hızları, hacim veya basınçtaki değişiklikler ölçülerek uygun şekilde belirlenir.

Zaman içinde reaktanların ve ürünlerin konsantrasyonundaki değişimin matematiksel temsili, reaksiyon için hız ifadesidir. Parantezler molar konsantrasyonları gösterir ve delta (Δ) sembolü “değişimi” belirtir.

Örneğin, sulu bir çözelti içindeki hidrojen peroksit, H₂O₂‘nin konsantrasyonu, denkleme göre ayrışırken zamanla yavaşça değişir:

 

Hidrojen peroksidin parçalanma hızı, konsantrasyonunun değişim hızı cinsinden ifade edilebilir:

 

Dolayısıyla [H₂O₂]_t1, t₁ zamanında hidrojen peroksitin molar konsantrasyonunu temsil eder; benzer şekilde [H₂O₂]_t2, daha sonraki bir t₂ zamanındaki hidrojen peroksit molar konsantrasyonunu temsil eder; ve Δ[H₂O₂], Δt zaman aralığı boyunca hidrojen peroksitin molar konsantrasyonundaki değişimi temsil eder (yani, t₂−t₁). Reaksiyon ilerledikçe reaktan konsantrasyonu azaldığından, Δ[H₂O₂] negatif bir miktardır. Reaksiyon oranları, geleneksel olarak pozitiftir. miktarları ve dolayısıyla konsantrasyondaki bu negatif değişiklik −1 ile çarpılır.

Ortalama reaksiyon hızı ve anlık reaksiyon hızı

Reaksiyon oranları zamanla değişir ve reaksiyon ilerledikçe azalır. Bir zaman aralığı boyunca ortalama bir reaksiyon hızı, reaksiyon hızının değiştiği bu periyodun başındaki ve sonundaki konsantrasyonlar kullanılarak hesaplanabilir. Herhangi bir belirli zamanda, bir reaksiyonun ilerleme hızı, anlık hızı olarak bilinir. Reaksiyon başladığında “sıfır anında” bir reaksiyonun anlık hızı, başlangıç hızıdır.

Bir reaksiyonun anlık hızı, iki yoldan biriyle belirlenebilir. Deneysel koşullar, kısa zaman aralıklarında konsantrasyon değişikliklerinin ölçülmesine izin veriyorsa, ortalama oranların hesaplanması, anlık oranların makul ölçüde iyi tahminlerini sağlar. Alternatif olarak bir grafik prosedür kullanılabilir. Örneğin, hidrojen peroksit ayrışma örneğinde, zamana karşı hidrojen peroksit konsantrasyonunun grafiğini çizerek, H₂O₂‘nin anlık ayrışma hızı, o anda eğriye çizilen bir tanjantın eğiminden ‘t’ herhangi bir zamanda hesaplanabilir.

 

Bu grafik 1,000 M H₂O₂ çözeltisi için zamana karşı konsantrasyon grafiğini gösterir. Herhangi bir zamandaki oran, o andaki eğriye teğet olan bir doğrunun eğiminin negatifine eşittir. Teğetler t = 0 sa (başlangıç hızı) ve t = 12 sa (12 saate anlık hız) ile gösterilir.

Bağıl Reaksiyon Hızları

Bir reaksiyonun hızı, herhangi bir reaktan veya ürünün konsantrasyonundaki değişiklik olarak ifade edilebilir. Verilen herhangi bir reaksiyon için, bu hız ifadelerinin tümü, reaksiyon stokiyometrisine göre birbiriyle ilişkilidir. Genel reaksiyon aA ⟶ bB hızı, A konsantrasyonundaki azalma veya B konsantrasyonundaki artış olarak ifade edilebilir. Bu iki hız ifadesi reaksiyonun stokiyometrisi ile ilgilidir, burada:

 

İki miktar değişikliğinin zıt işaretlerini hesaba katmak için bir faktör olarak negatif işaretin dahil edildiğine dikkat edin (ürün miktarı artarken reaktan miktarı azalmaktadır).

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır Openstax, Chemistry 2e, Chapter 12 Introduction and Openstax, Chemistry 2e, Section 12.1: Chemical Reaction Rates.