11. sınıf kimya 2. dönem 2. yazılı 1. senaryo Test 3

Kimyasal bir tepkimede pozitif katalizör kullanılmasıyla ilgili aşağıdakilerden hangisi YANLIŞTIR?

A) Tepkime mekanizmasını değiştirebilir.

B) İleri ve geri aktivasyon enerjilerini aynı miktarda düşürür.

C) Tepkimenin entalpi değişimini ($\Delta H$) değiştirir.

D) Birim zamandaki etkin çarpışma sayısını artırır.

E) Hız sabitinin ($k$) değerini artırır.

Sevgili öğrenciler, kimyasal tepkimelerde katalizörlerin rolü, tepkime hızını etkilemeleri açısından oldukça önemlidir. Ancak katalizörler, tepkimenin bazı temel özelliklerini değiştirmezler. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyerek hangi ifadenin yanlış olduğunu bulalım:

• A) Tepkime mekanizmasını değiştirebilir.

  Bu ifade DOĞRUDUR. Katalizörler, tepkimeye giren maddelerle etkileşime girerek, ürünlerin oluşması için daha düşük aktivasyon enerjisine sahip alternatif bir yol (mekanizma) sunarlar. Yani, tepkimenin gerçekleştiği adımları ve ara ürünleri değiştirebilirler.

• B) İleri ve geri aktivasyon enerjilerini aynı miktarda düşürür.

  Bu ifade DOĞRUDUR. Bir katalizör, hem ileri yöndeki tepkimenin aktivasyon enerjisini ($E_{a,ileri}$) hem de geri yöndeki tepkimenin aktivasyon enerjisini ($E_{a,geri}$) aynı oranda düşürür. Bu sayede tepkimenin denge konumu değişmez, sadece dengeye ulaşma hızı artar.

• C) Tepkimenin entalpi değişimini ($\Delta H$) değiştirir.

  Bu ifade YANLIŞTIR. Tepkimenin entalpi değişimi ($\Delta H$), sadece tepkimeye giren maddelerin (reaktanların) ve oluşan ürünlerin potansiyel enerjileri arasındaki farka bağlıdır. Katalizörler, reaktanların ve ürünlerin başlangıç ve son enerji seviyelerini değiştirmezler; sadece bu iki durum arasındaki geçiş yolunu etkilerler. Dolayısıyla, bir katalizör tepkimenin ekzotermik veya endotermik olma durumunu ya da açığa çıkan/alınan ısı miktarını değiştirmez.

• D) Birim zamandaki etkin çarpışma sayısını artırır.

  Bu ifade DOĞRUDUR. Etkin çarpışma, tepkimeye yol açan, yeterli enerjiye (aktivasyon enerjisine eşit veya daha büyük) ve uygun yönlenmeye sahip çarpışmalardır. Katalizör, aktivasyon enerjisini düşürdüğü için, aynı sıcaklıkta daha fazla sayıda çarpışma bu enerji bariyerini aşabilir hale gelir. Bu da birim zamandaki etkin çarpışma sayısını artırır ve tepkime hızını yükseltir.

• E) Hız sabitinin ($k$) değerini artırır.

  Bu ifade DOĞRUDUR. Hız sabiti ($k$), Arrhenius denklemi ($k = A e^{-E_a/RT}$) ile aktivasyon enerjisi ($E_a$) ile ilişkilidir. Katalizör aktivasyon enerjisini ($E_a$) düşürdüğü için, $e^{-E_a/RT}$ teriminin değeri artar ve dolayısıyla hız sabiti ($k$) de artar. Hız sabitinin artması, tepkime hızının artması anlamına gelir.

Yukarıdaki açıklamalardan da anlaşılacağı üzere, katalizörler tepkimenin entalpi değişimini ($\Delta H$) değiştirmezler.

Cevap C seçeneğidir.