Mekanizmalı (Kademeli) tepkimelerde hız denklemi

Question

Bu konuyu tam olarak anlayamadım. Birden fazla basamağı olan tepkimelerde neden hız denklemi deneysel olarak bulunuyor? Teorik olarak en yavaş basamağa göre yazmak yerine neden deney yapmamız gerekiyor, kafam karıştı.

Answer 1

# Mekanizmalı (Kademeli) Tepkimelerde Hız Denklemi

📚 Giriş: Kademeli Tepkimeler Nedir?

Kimyasal tepkimelerin çoğu tek basamakta gerçekleşmez, birden fazla ara basamaktan oluşur. Bu tür tepkimelere mekanizmalı veya kademeli tepkimeler denir. Her bir basamağa temel tepkime adı verilir ve bu basamakların toplamı genel tepkimeyi oluşturur.

🔬 Mekanizmalı Tepkimelerin Özellikleri

• 🎯 Her basamak farklı hızda ilerler
• ⚡ Hız belirleyen basamak (yavaş basamak) genel tepkimenin hızını belirler
• 🧪 Ara ürünler oluşabilir ve tükenebilir
• 🔄 Katalizörler tepkimeye girip yeniden oluşabilir

📊 Hız Denklemi Nasıl Yazılır?

Mekanizmalı tepkimelerde hız denklemi deneysel olarak belirlenir ve genellikle yavaş basamağın hız ifadesine dayanır. Stokiyometrik denklemden doğrudan hız denklemi yazılamaz.

🧩 Örnek 1: İki Basamaklı Tepkime

Genel Tepkime: NO₂(g) + CO(g) → NO(g) + CO₂(g)

Mekanizma:

• 1. Basamak (yavaş): NO₂ + NO₂ → NO₃ + NO
• 2. Basamak (hızlı): NO₃ + CO → NO₂ + CO₂

Hız Denklemi: Hız = k[NO₂]² (Yavaş basamağa göre)

🔍 Örnek 2: Üç Basamaklı Tepkime

Genel Tepkime: 2O₃ → 3O₂

Mekanizma:

• 1. Basamak (hızlı, dengeli): O₃ ⇌ O₂ + O
• 2. Basamak (yavaş): O + O₃ → 2O₂

Hız Denklemi: Hız = k[O₃]²[O₂]⁻¹

📈 Hız Belirleyen Basamak ve Hız Denklemi İlişkisi

Mekanizmalı tepkimelerde hız denklemini belirlemek için:

1. 📋 Mekanizmadaki tüm basamaklar belirlenir
2. 🐌 Yavaş basamak (hız belirleyen basamak) tespit edilir
3. 🧮 Yavaş basamağın hız ifadesi yazılır
4. 🔎 Ara maddeler hız ifadesinden çıkarılır (gerekirse)

🎯 Önemli Kurallar

• ✅ Hız denklemi her zaman deneysel verilerle doğrulanmalıdır
• ✅ Ara maddeler hız denkleminde yer almaz
• ✅ Katalizörler hız denkleminde görünmez
• ✅ Tepkime derecesi stokiyometrik katsayılardan farklı olabilir

🧪 Pratik Uygulama

Mekanizmalı tepkimelerde hız denklemini belirlemek için:

Hız = k[A]^m[B]ⁿ şeklindeki ifadede m ve n üsleri deneysel olarak bulunur ve yavaş basamağın stokiyometrisiyle karşılaştırılır.

Önemli Not: Hız denklemi ile stokiyometrik denklem arasında doğrudan bir ilişki yoktur. Hız denklemi sadece mekanizmaya bağlıdır.

📚 Özet

Mekanizmalı tepkimelerde hız denklemini anlamak, kimyasal kinetiğin temel taşlarından biridir. Yavaş basamağın belirlenmesi ve ara maddelerin hız ifadesinden çıkarılması, doğru hız denklemini yazmak için kritik öneme sahiptir.