Hız ifadesi ile hız yasası arasındaki temel fark, hız ifadesinin ürünlerin veya tepkenlerin ortaya çıkma veya kaybolma hızını vermesi, oysa hız yasasının hız ile tepkenlerin konsantrasyonu veya basıncı arasındaki ilişkiyi vermesidir.
Bir veya daha fazla reaktan ürüne dönüştürüldüğünde, farklı modifikasyonlardan ve enerji değişimlerinden geçebilirler. Reaktanlardaki kimyasal bağlar kopar ve reaktanlardan tamamen farklı ürünler üretmek için yeni bağlar oluşur. Bu kimyasal modifikasyon kimyasal reaksiyonlar olarak bilinir. Hız ifadesi ve hız yasası, kimyasal reaksiyonlarda tanımlayabileceğimiz önemli kimyasal kavramlardır.
Oran İfadesi Nedir?
Hız ifadesi, reaksiyon süresi boyunca reaktan konsantrasyonundaki değişikliği temsil etmenin yoludur. Bu ifadeyi, reaksiyonun reaktanlarından ve ürünlerinden herhangi birini kullanarak verebiliriz. Reaktantlara göre hız ifadesini verirken eksi işareti kullanmalıyız çünkü reaksiyon sırasında reaktan miktarı zamanla azalır. Ürünler kullanılarak oran ifadesi yazılırken, ürün miktarı zamanla arttığı için artı işareti kullanılır.
Ayrıca, herhangi bir şekilde verilen tüm oran ifadesini eşitlemek için oran ifadesi verirken stokiyometrik ilişkileri dikkate almalıyız. Örneğin aşağıdaki kimyasal reaksiyonu ve buna verebileceğimiz hız ifadelerini ele alalım;
2X + 3Y ⟶ 5Z
Yukarıdaki reaksiyon için aşağıdaki oran ifadeleri mümkündür:
Oran Yasası nedir?
Hız yasası, reaktanların hızı ile ürünün hızı arasındaki ilişkiyi içeren bir reaksiyon hızının matematiksel ifadesidir. Bu matematiksel verileri deneysel olarak belirleyebiliriz ve ilişkiyi de doğrulayabiliriz. Bir oran kanunu yazmanın iki ana yolu vardır; diferansiyel oran kanunu ve entegre oran kanunu.
Diferansiyel Oran Yasası
Diferansiyel hız yasası, bir veya daha fazla reaktan konsantrasyonundaki değişikliği kullanarak reaksiyon hızını ifade etmenin yoludur. Burada, belirli bir süre boyunca reaktan(lar)ın konsantrasyonunun değişimini ele alıyoruz. Bu zaman aralığını Δt olarak adlandırıyoruz. “R” reaktanının konsantrasyonundaki değişimi Δ[R] olarak adlandırabiliriz. Diferansiyel oran yasasının nasıl yazılacağını anlamak için bir örnek ele alalım.“A” reaktanının ürünleri vermek üzere ayrıştığı ve k'nin hız sabiti olduğu ve n'nin bu reaksiyonun sırası olduğu bir reaksiyon için, bu hız için denklem aşağıdaki gibidir:
A ⟶ ürünler
Diferansiyel oran kanunu aşağıdaki gibidir:
Entegre Oran Yasası
Entegre hız yasası, reaksiyon hızını zamanın bir fonksiyonu olarak ifade etmenin yoludur. Bu ifadeyi, diferansiyel oran kanununu kullanarak, diferansiyel oran kanununun entegrasyonu yoluyla elde edebiliriz. Bu entegre oran yasasını sıradan bir orandan da elde edebiliriz.
Örneğin, reaksiyon A ⟶ ürünleri için olağan oran kanunu aşağıdaki gibidir:
Oran (r)=k[A]
burada k hız sabitidir ve [A] reaktan A'nın konsantrasyonudur. Küçük bir zaman aralığını düşünürsek, yukarıdaki denklemi şu şekilde yazabiliriz:
Burada eksi işaretini (–) kullanıyoruz çünkü A reaktandır ve artan zamanla A'nın konsantrasyonu azalır. O zaman yukarıdaki iki denklemi birleştirerek aşağıdaki gibi bir ilişki elde edebiliriz;
Çok küçük bir zaman aralığında reaktan konsantrasyonundaki çok küçük bir değişiklik için denklemi aşağıdaki gibi yazabiliriz;
Veya
Ardından, bu denklemi entegre ederek aşağıdaki ilişkiyi elde edebiliriz:
ln[A]=-kt + sabit
Bu nedenle, zaman sıfır veya t=0 olduğunda, ln[A], A reaktantının başlangıç konsantrasyonudur (bunu [A]0 olarak verebiliriz) t=0, –kt=0 yani ln[A]0=sabit. Birinci dereceden bir reaksiyon için, entegre hız yasası,
ln[A]=ln[A]0 – kt
Oran İfadesi ile Oran Yasası Arasındaki Fark Nedir?
Hız ifadesi ve hız aw, bir reaksiyonun hızı hakkında ayrıntı vermenin iki yoludur. temel fark hız ifadesi ve hız yasası arasında hız ifadesi, ürünlerin veya reaktanların ortaya çıkma veya kaybolma oranını verirken, hız yasası, hız ile reaktanların konsantrasyonu veya basıncı arasındaki ilişkiyi verir.
Aşağıdaki infografik, oran ifadesi ile oran yasası arasındaki farkı özetler.
Özet – Oran İfadesi ve Oran Yasası
Hız ifadesi ve hız yasası, bir reaksiyonun hızı hakkında ayrıntı vermenin iki yoludur. Hız ifadesi ile hız yasası arasındaki temel fark, hız ifadesinin ürünlerin veya reaktanların ortaya çıkma veya kaybolma oranını vermesi, oysa hız yasasının hız ile reaktanların konsantrasyonu veya basıncı arasındaki ilişkiyi vermesidir.
