F
faust
Ziyaretçi
Termodinamik kurallarca gerçekleşmesi söz konusu olacak olan reaksiyonlarda,reaktanlar ürünleri oluşturmadan önce bir dizi engelle karşılaşırşırlar.Bu engele takılan reaktanlar,belli bir enerji engelini aştıktan sonra ürünlere dönüşmektedir.Örneğin;
H₂+I -----→ HI+H
Reaksiyonda da rahatlıkla görülebildiği gibi,H-H bağı kopmuş H-I bağı oluşmuştur.Bu reaksiyon kinetiğinde bu bağ oluşumları moleküler yapıda incelenecek olursa,reaktanların sahip oldukları potansiyel ve ortama bağlı fizikokimyasal koşulları kinetik enerji değerinin belirli bir değere gelmesi ve bunu reaktanların aşmasıyla mümkündür,bu seviyeye geldiği takdirde reaksiyon gerçekleşmekte ve HI ve H ürünlerine dönüşebilmektedir.Bununla birlikte yukarıdaki kimyasal reaksiyonda H-H bağının sahip olduğu enerji bir titreşim hareketi yapmaktadır.Bu titreşim hareketi toplamda kimyasal bileşenlerin ve reaktanların sahip olduğu enerji kadar titreşim hareketi yaparsa toplam enerji bağ dissosiyasyonuna eşdeğer olur ve H-H bağı kopup,H-I bağı oluşur.Fakat reaktanlarda ki (konu için H₂,I) bileşenler H-H bağından farklı bir değere sahiptir.Bu reaksiyonun farklı enerji durumları klasik mekanikle açıklanamamaktadır.Klasik mekaniğe göre reaktanların dissosiyasyon enerjisi H-H bağının kopması için yeterlidir.Oysa deneysel ve modern bilimsel görüşler ‘reaksiyonun potansiyel enerji engelini’ zıt işaretli büyüklüğünden farklı olduğunu göstermektedir.Belirli bir durumda gerçekleşen bu reaksiyonların,reaktanların da yani taneciklerinde reaksiyon kinetiğinde sahip oldukları belirli bir enerji potansiyeli vardır.bu duruma ‘aktivasyon enerjisi’ denilmekle birlikte,aktivasyon enerjisinin sahip olduğu potansiyel enerji dışında birde termal enerji durumu vardır (bu konuya daha önce değiniştik sayfada) Bu iki enerji durumu arasında ‘ara kompleks’ dediğimiz bir durum söz konusudur.Ara kompleks belirli bir olasılıkla ürünlere dönüşürken,termodinamik kurallarınca bazen bu geri dönüşümde yapabilmektedir.Eğer ara kompleks burada yüksek enerji düzeyindeyse kimyasal yapısı oldukça kararsızdır.Burada söz konusu olan reaktanlar yani H₂ ve I şu şekilde bir fizikokimyasal bir bağ yapısına sahiptir.I … H … H,bu yapıdaki kimyasal bağ H-H bağları arasında gerçekleşen termal enerjinin de sahip olduğu kinetik enerjiyle çarpışma hareketleri yapıp enerji düzeyini yukarılara çıkarıp bağ durumunu tehlikeye sokmaktadır.Tehlikeye düşen H-H bağ yapıları,yani atom gruplarının da reaktivitesi düşük enerji dolaylarında seyretmektedir.I* radikali de bu durumda H-H bağ yapısıyla fizikokimyasal etkileşimlerle zayıf enerjili bağ oluşturmaktadır.Yukarıda da bahsettiğimiz ara kompleks ürünü olarak I…H…H şeklinde zayıf karakterli bağlar da oluşabilmektedir.Burada ara kompleks aktivasyon enerjisinin termal enerjini sıcaklığın tanecik üzerinde sağladığı çarpışma hareketi ile kazandırmaktadır.
Termodinamik yasalarca aktifleşme enerjisini yazacak olursak,buna bağlı olarak serbest enerji,entalpi ve entropi arasındaki büyüklük bağıntısı,ara kompleks olarak şu şekilde ifade edilir.
∆G^≠=∆H^≠-T∆S^≠
Burada rahatlıkla görülebildiği gibi,reaksiyon entalpisi sistemden çevreye doğru akması büyük değerde görülebildiği halde bu oran küçük orana sahiptir,daha doğrusu reaksiyon entalpisinde büyük,daha sonra bu oranda küçülme gösterir ve son olarak denklemde,reaksiyon entropisi pozitif olduğu oranda serbest enerjiyi bu oranda azalmaktadır.Bu reaksiyonların aktivasyon enerji durumları kinetik enerjinin,potansiyel enerjiye dönüşmesiyle sağlanır ve reaksiyon hızı aktivasyon enerjisinin eksponansiyel duruma bağlılık gösterir.Bir kimyasal reaksiyonu ele almış olalım.Bu bir redoks redoks reaksiyonu olsun.Bu reaksiyon çarpışma teorisince hızlı bir şekilde gerçekleşmektedir,örneğin tepkimemizde Sülfat iyonları var olsun,bu durumda bu reaksiyon Sülfat iyonlarıyla titre edilecek olursa eğer,burada diğer iyonlarla birleşip hata verecektir,bu hatanın önüne geçmenin başka bir yolu,katyona bağlı yüklerin,aynı oranda anyonlarla reaksiyonu sonucu absorbladığı oranda gerçek değere yakın sonuçlar vermesinin önünü açmaktır ve son olarak,reaksiyon da en ağır şekilde gerçekleşen aktivasyon durumu,en yüksek payı alıp eksponansiyel durumu açıkça onaylamaktadır diyerek yazımıza da böylelikle son veriyoruz,başka bir yazımızda görüşmek üzere.
İsmail Çelik
Kaynaklar:
Prof.Dr.Mustafa Cebe – Fizikokimya II. (Dora Basım Yayınevi)
H₂+I -----→ HI+H
Reaksiyonda da rahatlıkla görülebildiği gibi,H-H bağı kopmuş H-I bağı oluşmuştur.Bu reaksiyon kinetiğinde bu bağ oluşumları moleküler yapıda incelenecek olursa,reaktanların sahip oldukları potansiyel ve ortama bağlı fizikokimyasal koşulları kinetik enerji değerinin belirli bir değere gelmesi ve bunu reaktanların aşmasıyla mümkündür,bu seviyeye geldiği takdirde reaksiyon gerçekleşmekte ve HI ve H ürünlerine dönüşebilmektedir.Bununla birlikte yukarıdaki kimyasal reaksiyonda H-H bağının sahip olduğu enerji bir titreşim hareketi yapmaktadır.Bu titreşim hareketi toplamda kimyasal bileşenlerin ve reaktanların sahip olduğu enerji kadar titreşim hareketi yaparsa toplam enerji bağ dissosiyasyonuna eşdeğer olur ve H-H bağı kopup,H-I bağı oluşur.Fakat reaktanlarda ki (konu için H₂,I) bileşenler H-H bağından farklı bir değere sahiptir.Bu reaksiyonun farklı enerji durumları klasik mekanikle açıklanamamaktadır.Klasik mekaniğe göre reaktanların dissosiyasyon enerjisi H-H bağının kopması için yeterlidir.Oysa deneysel ve modern bilimsel görüşler ‘reaksiyonun potansiyel enerji engelini’ zıt işaretli büyüklüğünden farklı olduğunu göstermektedir.Belirli bir durumda gerçekleşen bu reaksiyonların,reaktanların da yani taneciklerinde reaksiyon kinetiğinde sahip oldukları belirli bir enerji potansiyeli vardır.bu duruma ‘aktivasyon enerjisi’ denilmekle birlikte,aktivasyon enerjisinin sahip olduğu potansiyel enerji dışında birde termal enerji durumu vardır (bu konuya daha önce değiniştik sayfada) Bu iki enerji durumu arasında ‘ara kompleks’ dediğimiz bir durum söz konusudur.Ara kompleks belirli bir olasılıkla ürünlere dönüşürken,termodinamik kurallarınca bazen bu geri dönüşümde yapabilmektedir.Eğer ara kompleks burada yüksek enerji düzeyindeyse kimyasal yapısı oldukça kararsızdır.Burada söz konusu olan reaktanlar yani H₂ ve I şu şekilde bir fizikokimyasal bir bağ yapısına sahiptir.I … H … H,bu yapıdaki kimyasal bağ H-H bağları arasında gerçekleşen termal enerjinin de sahip olduğu kinetik enerjiyle çarpışma hareketleri yapıp enerji düzeyini yukarılara çıkarıp bağ durumunu tehlikeye sokmaktadır.Tehlikeye düşen H-H bağ yapıları,yani atom gruplarının da reaktivitesi düşük enerji dolaylarında seyretmektedir.I* radikali de bu durumda H-H bağ yapısıyla fizikokimyasal etkileşimlerle zayıf enerjili bağ oluşturmaktadır.Yukarıda da bahsettiğimiz ara kompleks ürünü olarak I…H…H şeklinde zayıf karakterli bağlar da oluşabilmektedir.Burada ara kompleks aktivasyon enerjisinin termal enerjini sıcaklığın tanecik üzerinde sağladığı çarpışma hareketi ile kazandırmaktadır.
Termodinamik yasalarca aktifleşme enerjisini yazacak olursak,buna bağlı olarak serbest enerji,entalpi ve entropi arasındaki büyüklük bağıntısı,ara kompleks olarak şu şekilde ifade edilir.
∆G^≠=∆H^≠-T∆S^≠
Burada rahatlıkla görülebildiği gibi,reaksiyon entalpisi sistemden çevreye doğru akması büyük değerde görülebildiği halde bu oran küçük orana sahiptir,daha doğrusu reaksiyon entalpisinde büyük,daha sonra bu oranda küçülme gösterir ve son olarak denklemde,reaksiyon entropisi pozitif olduğu oranda serbest enerjiyi bu oranda azalmaktadır.Bu reaksiyonların aktivasyon enerji durumları kinetik enerjinin,potansiyel enerjiye dönüşmesiyle sağlanır ve reaksiyon hızı aktivasyon enerjisinin eksponansiyel duruma bağlılık gösterir.Bir kimyasal reaksiyonu ele almış olalım.Bu bir redoks redoks reaksiyonu olsun.Bu reaksiyon çarpışma teorisince hızlı bir şekilde gerçekleşmektedir,örneğin tepkimemizde Sülfat iyonları var olsun,bu durumda bu reaksiyon Sülfat iyonlarıyla titre edilecek olursa eğer,burada diğer iyonlarla birleşip hata verecektir,bu hatanın önüne geçmenin başka bir yolu,katyona bağlı yüklerin,aynı oranda anyonlarla reaksiyonu sonucu absorbladığı oranda gerçek değere yakın sonuçlar vermesinin önünü açmaktır ve son olarak,reaksiyon da en ağır şekilde gerçekleşen aktivasyon durumu,en yüksek payı alıp eksponansiyel durumu açıkça onaylamaktadır diyerek yazımıza da böylelikle son veriyoruz,başka bir yazımızda görüşmek üzere.
İsmail Çelik
Kaynaklar:
Prof.Dr.Mustafa Cebe – Fizikokimya II. (Dora Basım Yayınevi)
Ziyaretçiler için gizlenmiş link,görmek için
Giriş yap veya üye ol.
