Kimyasal Afinite Nedir

Kimyasal Afinite Nedir

Bir reaksiyon sonucu elementlerden bileşikler meydana gelirken en kararlı olan bileşik en büyük ısıyı vererek teşekkül edecektir. Aynı elementlerden daha az kararlı bileşikler meydana gelirse, o zaman vermiş oldukları ısılar da daha küçük olmaktadır. Böylece meydana gelen reaksiyon ısısı, söz konusu elementlerin birbirleriyle olan reaksiyonlarının
kimyasal afinitelerinin bir ölçüsü olmaktadır. Örnek: Ca + ½ O2 —– CaO ΔH= -151600 kcal Ca + S ——— CaS ΔH= -113500 kcal Bu reaksiyon ısılarından, 25 ˚C de, Ca’un O’e olan afinitesinin S’e göre daha fazla olduğu, CaO’in de CaS’e nazaran daha kararlı olduğu, uygun şartlar altında O’in, S’ün yerini alacağı anlaşılmaktadır.
Yapılan çalışmalar ΔH değerinin gerçek kimyasal afiniteyi vermediğini, sabit basınç ve sıcaklıkta meydana gelen kimyasal reaksiyonlarda kimyasal afinitenin gerçek anlamda Gibbs’in serbest enerji değişimi (ΔG) ile ölçülebileceği anlaşılmıştır. ΔCp (sbt basınçta) reaksiyondan elde edilen ürünlerin özgül ısı değerleri ile reaksiyona giren elementlerin özgül ısı değerleri arasındaki fark alınır ve reaksiyon sabit basınç ve sıcaklıkta yürütülürse, ΔH ve ΔG arasındaki ilişki şu şekilde olmaktadır: ΔG = ΔH – T 0∫T ΔCp.dT/T buradan, ΔG = ΔH – T. ΔS şeklinde ifade edilmektedir. Herhangi bir kimyasal reaksiyonda, serbest enerji farkı, reaksiyona giren maddelerin birbirine olan afinitesinin bir ifadesi olarak kabul edilmektedir.

ΔG = (-) ise, reaksiyon soldan sağa doğru ilerler. ΔG = 0 ise reaksiyon dengede demektir. Şayet ΔG = + ise reaksiyonun ani olarak meydana gelmesi ihtimali imkansız demektir. Buradan: -Ani olarak meydana gelen reaksiyonlarda ΔG daima negatif(-)tir. Bu kuraldan hareketle hangi reaksiyonların olup olamayacağı önceden anlaşılabilir. Fakat herhangi bir reaksiyonun ΔG’sinin çok büyük negatif olması, o reaksiyonun herzaman aniden olacağı anlamına da gelmez. Örneğin H2 ve O2 nin 25 ˚C de reaksiyonu: H2 + ½ O2 —– H2O ΔG = -58560 cal. olmakla beraber H2 ve O2, 25 ˚C de H2O’yu meydana getirmeden (eser miktarda hariç) sonsuz olarak beraber bulunabilmektedir. Dolayısıyla ΔG değeri reaksiyonun ilerleme yönü hakkında fikir vermekle beraber, onun hızı hakkında bilgi vermez.

-Ani olarak gelişme gösteren bir kimyasal reaksiyonda serbest enerji değeri minimuma düşmeye gayret göstermiş olur. Şayet birkaç reaksiyonun olması ihtimali varsa, bunların içinden maksimum negatif enerji değişikliğini (-ΔG) sağlayacak reaksiyonun olması daha mümkündür. -Sıcaklık değişimine bağlı olarak reaksiyonun ΔG si, değer olarak da işaretçe de değişir. Örneğin pik Fe, çelik yapılmak için tasfiye edilirken kompozisyonda bulunan fazla miktardaki C ve P yakılmaktadır. Tasfiye sıcaklığı yüksek olduğunda önce C, sonra P yakılmaktadır. Fakat düşük sıcaklıkta ise önce P, sonra C yanmakta, yani oksijenin C ve P’a ilgisi sıcaklıkla farklı olmaktadır. Düşük T’de P’un O’e ilgisi, C’unkinden daha fazladır. Yüksek T’da tersi.

Bazı hallerde ΔH miktar ve işaret bakımından hemen hemen ΔG ye eşit olmaktadır. Bu durumda kimyasal afinite için, ΔH değeri yaklaşık bir değer olarak kullanılabilir. Büyük ve eksi işaretli bir ΔG değeri, reaksiyonun kuvveti ve önceliği hakkında fikir verir. Fakat büyük
ve eksi değerde bir ΔG si olmasına rağmen reaksiyon çok yavaş olarak ilerleyebilir. Böyle bir durumda genellikle katalizör kullanmak suretiyle reaksiyon hızı artırılabilir.

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir