Ara ürün ve katalizör arasındaki fark Test 1

Ozon tabakasının incelmesine neden olan tepkime mekanizması şöyledir: 1. $Cl + O_3 \rightarrow ClO + O_2$ 2. $ClO + O \rightarrow Cl + O_2$ Bu mekanizmaya göre katalizör olan madde hangisidir?

A) $O_3$
B) $ClO$
C) $O_2$
D) $Cl$

Ozon tabakasının incelmesi mekanizmasında katalizörü belirlemek için, öncelikle bir katalizörün ne olduğunu hatırlayalım.

• Bir katalizör, bir kimyasal tepkimenin hızını artıran, ancak tepkime sonunda kimyasal yapısı değişmeden geri kazanılan maddedir. Yani, tepkimeye girer ama tepkime sonunda tekrar oluşur ve harcanmaz.
• Verilen tepkime mekanizmasını adım adım inceleyelim:
• 1. Tepkime: $Cl + O_3 \rightarrow ClO + O_2$

Bu adımda, $Cl$ (klor atomu) bir reaktant olarak $O_3$ (ozon) ile tepkimeye giriyor ve $ClO$ (klor monoksit) ile $O_2$ (oksijen gazı) ürünlerini oluşturuyor. Burada $Cl$ harcanıyor gibi görünmektedir.

• 2. Tepkime: $ClO + O \rightarrow Cl + O_2$

Bu adımda ise, birinci tepkimede oluşan $ClO$ bir reaktant olarak $O$ (atomik oksijen) ile tepkimeye giriyor ve tekrar $Cl$ (klor atomu) ile $O_2$ (oksijen gazı) ürünlerini oluşturuyor.

• Şimdi $Cl$ maddesinin durumuna dikkat edelim:

$Cl$, birinci tepkimede harcanan bir madde olarak tepkimeye giriyor. Ancak, ikinci tepkimenin ürünleri arasında tekrar $Cl$ oluştuğunu görüyoruz. Bu durum, $Cl$'nin tepkimeye girip, tepkime mekanizması sonunda aynen geri kazanıldığı anlamına gelir. Bu da tam olarak bir katalizörün tanımına uyar.

• Diğer maddeleri kontrol edelim:

$O_3$ (ozon) ve $O$ (atomik oksijen) tepkimelerde harcanır ve geri oluşmazlar. Bunlar reaktantlardır.

$ClO$ (klor monoksit) birinci tepkimede oluşur ve ikinci tepkimede harcanır. Bu madde bir ara üründür (intermediate). Katalizör değildir.

$O_2$ (oksijen gazı) her iki tepkimede de ürün olarak oluşur. Bu, tepkimenin genel ürünüdür.

• Bu analiz sonucunda, tepkimeye girip tepkime sonunda tekrar oluşan maddenin $Cl$ olduğu açıkça görülmektedir.

Cevap D seçeneğidir.