‹çindekiler - Anadolu Üniversitesi

9. Ünite - Kimyasal Kinetik
233
Gaz faz›nda gerçekleflen 2NO + O 2 → 2NO 2 reaksiyonu için h›z eflitli¤i deneysel
olarak υ= k [NO] 2 [O 2 ] bulunmufltur. Bu reaksiyon için önerilen mekanizmadan
yararlanarak h›z eflitli¤ini türetiniz.
k1
NO + NO ↽
⇀
N O
'
k
2 2
1
k2
N2O2 + O2 ⎯⎯→2
NO2(
Yavaş)
ÖRNEK 9.11:
Çözüm:
Bu mekanizma için h›z belirleyen basamak yaklafl›m› kullan›l›r. Yavafl olan ikinci
basamak için ürün oluflum h›z›,
d ⎡NO
⎤
⎣⎢ 2 ⎦⎥ = 2k
⎡NO⎤
dt ⎣ ⎢ 2 2⎦⎥ ⎡ O⎤
2 ⎣⎢ 2⎦⎥
fleklinde yaz›labilir. Denge reaksiyonundan yararlan›larak [N 2 O 2 ] deriflimi,
⎡ k
k
K = ⎣⎢ NO⎤
2 2⎦⎥
= 1 ⇒⎡ ⎣ ⎢NO⎤
⎦⎥ = 1 ⎡NO⎤
2 ' 2 2 ' ⎣⎢ ⎦⎥ 2
⎡ k
k
⎣⎢ NO⎤
⎦⎥ 1
1
olarak bulunur. Bu ifade ürün oluflum h›z› eflitli¤inde yerine konulursa h›z eflitli¤i,
d ⎡
⎣⎢ NO ⎤
2 ⎦⎥
k
k = 2 1 2
⎡NO⎤
⎡O ⎤
2 k NO
dt
⎣ ⎢ ⎦⎥ ⎣⎢ ⎦⎥ = 2
⎡ ⎤ ⎡ ⎤
2 '
⎣ ⎢ ⎦⎥
⎣⎢ O2
⎦⎥
k1
fleklinde bulunur. Bu eflitlik, deneysel olarak bulunan h›z eflitli¤i ile benzerdir.
Kararl› hal yaklafl›m›: Reaksiyon mekanizmas› bir çok basamaktan olufluyorsa,
reakiyon h›z eflitliklerinin yaz›lmas› oldukça karmafl›k hale gelir. Bu drumda uygun
ihmaller yap›larak, daha anlafl›l›r eflitlikler yaz›labilir. Genel olarak böyle bir reaksiyonda
oluflan ara ürün deriflimlerinin zamanla de¤iflim h›zlar› ihmal edilebilecek
kadar küçüktür. Buna göre ara ürün derifliminin zamanla de¤iflimi s›f›r olarak kabul
edilir ve
d ⎡Ara Ürün⎤
⎣⎢ ⎦⎥ = 0
dt
fleklinde ifade edilir.
Örnek 9.11’deki reaksiyon için h›z eflitli¤ini kararl› hal yaklafl›m›n› kullanarak türetiniz.
ÖRNEK 9.12:
Çözüm:
Bu mekanizma için ürün oluflum h›z›,
d ⎡NO
⎤
⎣⎢ 2 ⎦⎥ = 2k
⎡NO⎤
dt ⎣ ⎢ 2 2⎦⎥ ⎡ O⎤
2 ⎣⎢ 2⎦⎥
fleklinde yaz›labilir. Kararl› hal yaklafl›m› kullan›larak ara ürün olan N 2 O 2 derifliminin
zamanla de¤iflim h›z›,
d ⎡NO⎤
⎣⎢ 2 2⎦⎥ 2
= k ⎡NO⎤
'
dt ⎣ ⎢ ⎦⎥ − k ⎡NO⎤
⎣ ⎢ 2 2⎦⎥ − k ⎡NO⎤
⎡
1
1 2 ⎣⎢ 2 2⎦⎥
⎣⎢ O ⎤
2⎦⎥ = 0
2
⎡NO⎤
⎡
⎣⎢ N2O
⎤
2⎦⎥ =
k1
⎣ ⎢ ⎦⎥
'
k + k ⎡ ⎣ ⎢O
⎤
1 2 2 ⎦⎥
bulunur. Bu ifade ürün oluflum h›z› eflitli¤inde yerine konulursa h›z eflitli¤i,