Soru:
Bir kimya öğretmeni tahtaya aşağıdaki grafiği çizmiştir. Grafik, bir tepkimenin zamanla ileri ve geri tepkime hızlarının değişimini göstermektedir. \( t_1 \) anında sisteme bir katalizör eklenmiştir.
Grafikte katalizörün eklenmesinden sonra ileri ve geri tepkime hız çizgileri nasıl değişir? Açıklayarak çiziniz. Ayrıca, katalizörün denge sabiti \( K_c \) üzerinde bir etkisi olur mu? Neden?
Çözüm:
💡 Grafiği zihnimizde canlandıralım ve katalizörün etkisini düşünelim.
- ➡️ Birinci Adım: Bir sistem dengeye ulaştığında, ileri ve geri tepkime hızları birbirine eşit olur (\( V_{ileri} = V_{geri} \)). Grafikte bu, iki hız çizgisinin \( t_1 \) öncesinde birleştiği (eşitlendiği) bir nokta olarak görülür.
- ➡️ İkinci Adım: \( t_1 \) anında katalizör eklendiğinde, katalizör hem ileri hem de geri tepkimenin aktivasyon enerjisini aynı oranda düşürür. Bu nedenle, her iki tepkimenin hızı da anında ve aynı miktarda artar.
- ➡️ Üçüncü Adım (Grafik Çizimi): Grafikte, \( t_1 \) anında hem \( V_{ileri} \) hem de \( V_{geri} \) çizgileri bir sıçrama yaparak (dikey bir çizgi ile) üste doğru kayar. Ancak, hala birbirlerine eşittirler. Yeni hız çizgileri, eski çizgilerin üstünde ama yine birbirine eşit olarak uzanır. Denge konumu (konsantrasyonlar) değişmediği için sistem yeni, daha yüksek hızlarda denge halinde kalır.
- ➡️ Denge Sabiti (\( K_c \)): \( K_c \), denge anındaki konsantrasyonların oranıdır. Katalizör konsantrasyonları değiştirmediği ve sıcaklık sabit kaldığı için \( K_c \) değişmez.
✅ Sonuç: Katalizör eklendiğinde ileri ve geri hızlar anında ve eşit miktarda artar. Grafikte bu, her iki hız çizgisinin de aynı miktarda yukarı sıçramasıyla gösterilir. Katalizör \( K_c \) değerini değiştirmez.
