AYT kimya çıkmış sorular Test 2

2A(g) + B(g) → C(g) tepkimesinin 25°C'deki hız ifadesi v = k[A]²[B] şeklindedir. Tepkime kabında A'nın derişimi 0,2 M, B'nin derişimi 0,1 M iken hız 4×10⁻³ M/s'dir. Aynı sıcaklıkta A'nın derişimi 0,4 M, B'nin derişimi 0,2 M olduğunda tepkime hızı kaç M/s olur?

A) 1,6×10⁻²
B) 3,2×10⁻²
C) 6,4×10⁻²
D) 1,28×10⁻¹

Sevgili öğrenciler, bu tür tepkime hızı sorularında temel amacımız, verilen hız ifadesini kullanarak önce hız sabitini ($k$) bulmak, ardından bu sabiti ve yeni derişimleri kullanarak istenen hızı hesaplamaktır. Adım adım ilerleyelim:

• Adım 1: Hız İfadesini Anlayalım ve Hız Sabiti ($k$) Değerini Bulalım.

  Tepkimenin hız ifadesi $v = k[A]^2[B]$ olarak verilmiş. Bu ifade bize tepkime hızının, A maddesinin derişiminin karesiyle ve B maddesinin derişimiyle doğru orantılı olduğunu gösterir. $k$ ise hız sabitidir ve sıcaklık değişmediği sürece değeri sabittir. Bu yüzden ilk durumdaki verileri kullanarak $k$ değerini bulmamız, ikinci durumdaki hızı hesaplamamız için anahtar olacaktır.

  • İlk durumdaki veriler:
  • $[A]_1 = 0,2$ M
  • $[B]_1 = 0,1$ M
  • $v_1 = 4 \times 10^{-3}$ M/s

  Bu değerleri hız ifadesinde yerine koyalım:

  $4 \times 10^{-3} \text{ M/s} = k \times (0,2 \text{ M})^2 \times (0,1 \text{ M})$

  Şimdi matematiksel işlemleri yapalım:

  $(0,2)^2 = 0,04 = 4 \times 10^{-2}$

  $0,1 = 1 \times 10^{-1}$

  Denklemimiz şu hale gelir:

  $4 \times 10^{-3} = k \times (4 \times 10^{-2}) \times (1 \times 10^{-1})$

  $4 \times 10^{-3} = k \times (4 \times 10^{-3})$

  Buradan $k$ değerini yalnız bırakırsak:

  $k = \frac{4 \times 10^{-3}}{4 \times 10^{-3}} = 1$

  Hız sabitinin birimi, hız ifadesindeki derişim terimlerinin kuvvetlerine göre değişir. Burada $M^{-2}s^{-1}$ olacaktır.

• Adım 2: Yeni Derişimlerde Tepkime Hızını Hesaplayalım.

  Artık hız sabiti $k$'nın değerini biliyoruz ($k=1$). Şimdi, yeni derişimler için tepkime hızını hesaplayabiliriz.

  • Yeni derişimler:
  • $[A]_2 = 0,4$ M
  • $[B]_2 = 0,2$ M

  Bu değerleri ve bulduğumuz $k$ değerini hız ifadesinde yerine koyalım:

  $v_2 = k[A]_2^2[B]_2$

  $v_2 = 1 \times (0,4 \text{ M})^2 \times (0,2 \text{ M})$

  Yine matematiksel işlemleri yapalım:

  $(0,4)^2 = 0,16 = 16 \times 10^{-2}$

  $0,2 = 2 \times 10^{-1}$

  Denklemimiz şu hale gelir:

  $v_2 = 1 \times (16 \times 10^{-2}) \times (2 \times 10^{-1})$

  $v_2 = 32 \times 10^{-3}$

  Bu ifadeyi daha yaygın bir gösterimle yazarsak:

  $v_2 = 3,2 \times 10^{-2}$ M/s

• Adım 3: Sonucu Seçeneklerle Karşılaştıralım.

  Hesapladığımız yeni tepkime hızı $3,2 \times 10^{-2}$ M/s'dir. Bu değer, verilen seçeneklerden B seçeneği ile aynıdır.

Cevap B seçeneğidir.