13.7
Kimyasal reaksiyon hızları, sıcaklıktaki değişikliklere duyarlıdır. 10 Santigrat derecedeki bir artış, reaksiyon hızını 3 ila 4 kat hızlandırabilir, ama neden? Bir reaksiyonun hız yasası, bir reaktan konsantrasyonu ile reaksiyon hızı arasındaki ilişkiyi tanımlar.
Konsantrasyon sıcaklıktan bağımsız olduğundan, sıcaklığa bağlı olarak reaksiyon hızını etkilemek için yalnızca hız sabiti kalır. Böylece, 1889'da İsveçli kimyager Svante Arrhenius, bir reaksiyon hızının sıcaklığa bağımlılığının hız sabitini kapsadığı sonucuna vardı. Hız sabiti, Arrhenius denklemi aracılığıyla reaksiyona giren moleküllerin çarpışması, yönü ve aktivasyon enerjisi ile ilgili sıcaklık ve kinetik parametreler arasındaki ilişkiyi tanımlar.
A, Arrhenius faktörü veya frekans faktörü olarak adlandırılan bir sabittir;e, mol başına jul cinsinden ölçülen aktivasyon enerjisini, gaz sabiti ve Kelvin cinsinden sıcaklığı birleştiren üstel bir faktördür. Parametrelerin sıcaklığa bağımlılığı, reaksiyona giren moleküllerin bir kimyasal reaksiyonu başlatmak için doğru yönde yeterli enerji ile çarpışması gerektiğini belirten çarpışma modeli ile açıklanabilir. Frekans faktörü iki bileşenden oluşur çarpışma frekansı ve yönelim faktörü.
Çarpışma frekansı, birim zamandaki moleküler çarpışma sayısıdır, oysa yönelim faktörü, uygun bir yönelimle çarpışma olasılığını tanımlar. Yine de, çarpışmaların sadece az bir kısmı reaksiyona yol açar. Bunun nedeni, reaksiyona giren moleküllerin ürünlere dönüşmek için aktivasyon enerjisi adı verilen bir enerji bariyerini aşmaları gerektiğidir.
Yalnızca yeterli kinetik enerjiyle çarpışan moleküller, bağları bükmek, germek veya koparmak geçiş durumu veya aktive kompleks denen yüksek enerjili bir ara maddeye dönüşmek için yeterli potansiyel enerjiye sahip olacaktır. Kısa ömürlü, kararsız aktifleştirilmiş kompleks, toplam enerjisi reaktanlardan daha düşük olan kararlı ürünler oluşturmak üzere enerji kaybeder. Arrhenius denklemindeki üstel faktör, ürünlerle sonuçlanan başarılı çarpışmaların fraksiyonunu temsil eder.
Sıcaklıktaki bir artış hem frekans faktörünü hem de üstel faktörü etkiler. Yüksek sıcaklıklarda moleküller daha hızlı, daha güçlü ve daha yüksek termal enerjilerle hareket ederek daha uygun çarpışmalara yol açar. Bu nedenle, sıcaklık artışı, hız sabitinde bir artışa yol açan daha yüksek frekans ve üstel faktörlerle sonuçlanır ve oran sabitinde bir artışa sebep olur, bu da artmış bir reaksiyon hızına dönüşür.
Çarpışma Teorisi
Atomlar, moleküller veya iyonlar birbirleriyle reaksiyona girmeden önce çarpışmalıdır. Kimyasal bağlar oluşturmak için atomların birb…
Telif hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.