Examkin

Soru

Zorluk: ZorDeney Verilerinden Hız Bağıntısı Bulma

Gaz fazında gerçekleşen,

2X(g)+Y(g)+2Z(g)→3W(g)2X(g) + Y(g) + 2Z(g) \rightarrow 3W(g)

tepki̇mesi̇ni̇n başlangıç hızını beli̇rlemek amacıyla sabı̇t sıcaklıkta yapılan deney veri̇leri̇ aşağıdaki tabloda veri̇lmi̇şti̇r:

Deney[X][X] (mol/L)[Y][Y] (mol/L)[Z][Z] (mol/L)Başlangıç Hızı (mol/(L·s))
1010{}1010{}1010{}14×10−54 \times 10^{-5}
2020{}2010{}1010{}18×10−58 \times 10^{-5}
3010{}1030{}3010{}112×10−41{}2 \times 10^{-4}
4020{}2010{}1020{}232×10−43{}2 \times 10^{-4}

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. A
    Tepkime tek basamakta gerçekleşmiş olup hız bağıntısı Hız=k⋅[X]2⋅[Y]⋅[Z]2\text{Hız} = k \cdot [X]^2 \cdot [Y] \cdot [Z]^2 şeklindedir.
  2. B
    Tepkime ortamına uygun bir pozitif katalizör eklenirse, tepkimenin aktifleşme enerjisi düşerken entalpi değişimi (ΔH\Delta H) değeri de azalır.
  3. Tepkimenin hız sabitinin (kk) sayısal değeri 040{}4 ve birimi L3⋅mol−3⋅s−1\text{L}^3 \cdot \text{mol}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}'dir.Cevap
  4. D
    Sabit sıcaklıkta tepkime kabının hacmi yarıya indirilirse tepkime hızı 8 katına çıkar ve hız sabiti kk'nın sayısal değeri artar.
  5. E
    Tepkimenin toplam derecesi 5 olup hız sabitinin (kk) birimi L4⋅mol−4⋅s−1\text{L}^4 \cdot \text{mol}^{-4} \cdot \text{s}^{-1}'dir.

Cevap

Tepkimenin hız sabitinin (kk) sayısal değeri 040{}4 ve birimi L3⋅mol−3⋅s−1\text{L}^3 \cdot \text{mol}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}'dir.
Deneysel veriler incelendiğinde tepkimenin hız bağıntısı Hız=k⋅[X]⋅[Y]⋅[Z]2\text{Hız} = k \cdot [X] \cdot [Y] \cdot [Z]^2 olarak bulunur. Deney 1 verileri yerine yazıldığında 4×10−5=k⋅(01)⋅(01)⋅(01)2⇒k=044 \times 10^{-5} = k \cdot (0{}1) \cdot (0{}1) \cdot (0{}1)^2 \Rightarrow k = 0{}4 elde edilir. Toplam derece 4 olduğundan hız sabitinin birimi L3⋅mol−3⋅s−1\text{L}^3 \cdot \text{mol}^{-3} \cdot \text{s}^{-1} olur.

Adım Adım Çözüm

1
Deney 1 ve 2 karşılaştırılarak XX maddesinin hız bağıntısındaki derecesini belirlemek.
[Y][Y] ve [Z][Z] derişimleri sabit tutulduğunda, [X][X] derişimi 22 katına (01 M0{}1\text{ M}'dan 02 M0{}2\text{ M}'a) çıktığında hız da 22 katına (4×10−54 \times 10^{-5}'ten 8×10−58 \times 10^{-5}'e) çıkmıştır. Bu durumda tepkime hızı XX derişimi ile doğru orantılıdır (derecesi 1).
Hız bağıntısında yer alan bir maddenin derişimindeki değişimin hıza olan etkisini bulmak için diğer reaktiflerin derişimlerinin sabit olduğu deneyler seçilir.
2
Deney 1 ve 3 karşılaştırılarak YY maddesinin hız bağıntısındaki derecesini belirlemek.
[X][X] ve [Z][Z] derişimleri sabit tutulduğunda, [Y][Y] derişimi 33 katına (01 M0{}1\text{ M}'dan 03 M0{}3\text{ M}'a) çıktığında hız da 33 katına (4×10−54 \times 10^{-5}'ten 12×10−41{}2 \times 10^{-4}'e) çıkmıştır. Bu durumda tepkime hızı YY derişimi ile doğru orantılıdır (derecesi 1).
YY derişiminin hıza etkisini belirlemek amacıyla [X][X] ve [Z][Z]'nin sabit kaldığı deneyler karşılaştırılır.
3
Deney 2 ve 4 karşıla��tırılarak ZZ maddesinin hız bağıntısındaki derecesini belirlemek.
[X][X] ve [Y][Y] derişimleri sabit tutulduğunda, [Z][Z] derişimi 22 katına (01 M0{}1\text{ M}'dan 02 M0{}2\text{ M}'a) çıktığında hız 44 katına (8×10−58 \times 10^{-5}'ten 32×10−43{}2 \times 10^{-4}'e) çıkmıştır. Bu durumda tepkime hızı ZZ derişiminin karesi ile doğru orantılıdır (derecesi 2).
ZZ derişiminin hıza etkisini belirlemek için [X][X] ve [Y][Y]'nin derişimlerinin sabit kaldığı deneyler kullanılır.
4
Tepkimenin deneysel hız bağıntısını yazmak ve hız sabitinin (kk) sayısal değeri ile birimini hesaplamak.
Tepkimenin hız bağıntısı Hız=k⋅[X]⋅[Y]⋅[Z]2\text{Hız} = k \cdot [X] \cdot [Y] \cdot [Z]^2 şeklindedir. Herhangi bir deney verisi (örneğin Deney 1) bağıntıda yerine yazıldığında; 4×10−5=k⋅(01)⋅(01)⋅(01)2⇒k=044 \times 10^{-5} = k \cdot (0{}1) \cdot (0{}1) \cdot (0{}1)^2 \Rightarrow k = 0{}4 olarak bulunur. Hız sabitinin birimi ise L3⋅mol−3⋅s−1\text{L}^3 \cdot \text{mol}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}'dir.
Hız sabiti kk'nın sayısal değeri ve birimi, deneysel hız bağıntısında ölçülen değerler yerine konularak elde edilir.

Anahtar Kavram

Deney verilerinden yararlanarak hız bağıntısının elde edilmesi, reaksiyon derecesinin bulunması, hız sabiti (k) sayısal değeri ile biriminin hesaplanması ve tepkime mekanizmasının yorumlanması.
Tahmini Süre:2m 30s
Bu soruyu puanla

Konular

Deney Verilerinden Hız Bağıntısı Bulma

Bu konudan daha fazla soru