Gerekli Malzemeler
Sodyum tiyosülfat (Na₂S₂O₃) çözeltisi (belirli derişimde), seyreltik HCl çözeltisi, mezür (50 mL), erlen, kronometre, baget, kağıt (üzerinde çarpı işareti olan), pipet, saf su (distile su).
Tepkime hızı, kimyasal reaksiyonlarda reaktanların (tepkimeye giren maddelerin) konsantrasyonundaki değişimin zamana oranıdır. Tepkime hızını etkileyen faktörlerden biri de reaktanların derişimi (konsantrasyonu) dur. Genel olarak, reaktanların derişimi arttıkça tepkime hızı da artar. Bu ilişkinin nedeni, derişim arttığında birim hacimdeki tanecik sayısının artmasıdır. Daha fazla tanecik, daha fazla çarpışma anlamına gelir ve çarpışma sayısı arttıkça, etkin çarpışma (tepkimeye yol açan çarpışma) sayısı da artar.
Derişim ile tepkime hızı arasındaki ilişki, hız ifadesi (hız denklemi) ile nicel olarak ifade edilir. Örneğin:
aA + bB → cC + dD
şeklindeki bir reaksiyon için hız ifadesi genellikle:
Hız = k × [A]^m × [B]^n
şeklindedir. Burada:
k: Hız sabiti (sıcaklığa bağlı, derişimden bağımsız)
[A] ve [B]: Reaktanların derişimleri (molarite cinsinden)
m ve n: Reaksiyonun A ve B'ye göre mertebeleri (deneysel olarak belirlenir)
Hız ifadesi, hangi reaktanın derişiminin hızı nasıl etkilediğini gösterir. Örneğin, bir reaksiyon A'ya göre 1. mertebe ise (m=1), A'nın derişimi iki katına çıktığında hız da iki katına çıkar. A'ya göre 2. mertebe ise (m=2), A'nın derişimi iki katına çıktığında hız dört katına çıkar.
Bu deneyde, sodyum tiyosülfat (Na₂S₂O₃) ile hidroklorik asit (HCl) arasındaki reaksiyon incelenir. Reaksiyon sonucunda sodyum klorür (NaCl), su (H₂O), kükürt dioksit (SO₂) ve katı kükürt (S) çökeltisi oluşur:
Na₂S₂O₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + SO₂ + S↓
Oluşan katı kükürt çökeltisi, çözeltiyi bulanıklaştırır (opaklaştırır). Reaksiyonun hızı, çözeltinin belirli bir bulanıklık seviyesine (örneğin, altındaki bir çarpı işaretinin görünmez olması) ulaşması için geçen süre (t) ölçülerek belirlenir. Süre ne kadar kısaysa, reaksiyon hızı o kadar büyüktür (hız ∝ 1/t).
Deneyde, sodyum tiyosülfatın başlangıç derişimi değiştirilirken, HCl derişimi ve toplam hacim sabit tutulur. Farklı derişimlerdeki Na₂S₂O₃ çözeltileri hazırlanır (örneğin seyreltme yapılarak). Her bir derişim için, çözeltiye HCl eklendikten sonra çarpı işaretinin görünmez olduğu süre (t) kaydedilir. Elde edilen verilerden:
Na₂S₂O₃'ün başlangıç derişimi (g/mL veya M cinsinden) hesaplanır.
Her bir derişim için 1/t değeri (bağıl hız) hesaplanır.
Derişim ile 1/t arasındaki ilişki grafiği çizilerek, derişimin hız üzerindeki etkisi değerlendirilir.