Katalizör etkisi (Aktivasyon enerjisini düşürür)

Örnek 02 / 08
Soru:

Aşağıdaki enerji profili diyagramında, katalizörlü ve katalizörsüz bir tepkime gösterilmiştir. Katalizörün sağladığı aktivasyon enerjisi azalmasını (\( \Delta E_a \)) ve tepkime entalpisindeki (\( \Delta H \)) değişimi yorumlayınız.

Diyagram:
Yatay eksen: Tepkime Koordinatı, Dikey eksen: Enerji
- Ürünlerin enerjisi, girenlerin enerjisinden 40 kJ daha düşük.
- Katalizörsüz tepkimenin aktivasyon enerjisi \(E_a\) = 110 kJ.
- Katalizörlü tepkimenin aktivasyon enerjisi \(E_a'\) = 70 kJ.

Çözüm:

💡 Bir enerji profili diyagramında, aktivasyon enerjisi tepkimenin olması için aşılması gereken enerji engelidir. Katalizör bu engeli alçaltır.

  • ➡️ 1. Adım: Aktivasyon Enerjisi Azalmasını (\( \Delta E_a \)) Hesaplama
    Katalizör, aktivasyon enerjisini \(110 \text{ kJ}\)'den \(70 \text{ kJ}\)'e düşürmüştür.
    \( \Delta E_a = E_{a (katsız)} - E_{a (kat)} = 110 - 70 = 40 \text{ kJ} \)
  • ➡️ 2. Adım: Tepkime Entalpisi (\( \Delta H \)) Değişimi
    Tepkime entalpisi, girenler ve ürünler arasındaki enerji farkıdır. Katalizör, sadece tepkime mekanizmasını (yolunu) değiştirir, giren ve ürünlerin enerjilerini etkilemez. Bu nedenle \( \Delta H \) değişmez.
    \( \Delta H = E_{ürünler} - E_{girenler} = -40 \text{ kJ} \) (Ekzotermik tepkime)

✅ Sonuç: Katalizör, aktivasyon enerjisini 40 kJ azaltmıştır. Tepkime entalpisi (-40 kJ) ise değişmemiştir. Katalizörler termodinamiği (tepkimenin olup olmayacağını) değil, kinetiği (tepkimenin ne hızla olacağını) etkiler.

1 2 3 4 5 6 7 8