Fizikokimyadaki tüm kavramlar ilk bakışta kolay anlaşılırmış gibi görünen, fakat bir türlü tam olarak oturmayan, hep eksik bir şeylerin kaldığı hissini veren kavramlarmış gibi geldi bana hep. Kinetik de bu konulardan biri..Kinetiğin tanımını yapıyorsunuz, oluşum hızı, bozunma hızı falan, sonra mekanizmalar, durgun hal yaklaşımları, hah tamam diyorsunuz yeterince anladım, sonra işin içine girdikçe, biraz daha eşeledikçe toprağı dipsiz kuyular çıkıyor önünüze, sonra yeni boşluklar, ve yenileri, ve..
Daha önce de bahsettiğim gibi eğer bir tepkime dengede değilse, onun gidişatını belirleyecek olan yine termodinamik kuralları olduğu halde, herhangi bir anda bir maddenin miktarını hesaplamak için kinetik formüllerinden yararlanmak zorundayız; denge denklemlerinin bu durumda bir geçerliliği yoktur. Fakat termodinamik dengeye ulaşıldığındaysa, ne kadar olası ürün olursa olsun hepsinin enerjileriyle orantılı bir miktarları olacaktır; ne eksik ne de fazla ki bu da burada bahsetmek istediğim en önemli konu..
Gelelim termodinamik kontrol kinetik kontrol karşıtlığına..İki ürünün oluşabileceği bir tepkime düşünün. Eğer tepkime sonunda termodinamik olarak daha kararlı, yani daha küçük ΔGotep. değerine sahip yolun oluşturduğu ürün, daha fazla oluşuyorsa (yani major product dediğimiz şey) bu tepkime termodinamik kontrol altındadır deriz. Yok eğer daha kararlı olan değil de gidişatı sırasında daha küçük aktifleşme enerjisine sahip ürün daha fazla oluşuyorsa (majpr product), bu sefer ona kinetik kontrol altındadır deriz. Burada karşımıza iki seçenek çıkıyor. Eğer tepkimelerin hem kinetiği hem de termodinamiği aynı ürünü tercih ediyorsa, ortada hiçbir sorun yoktur, o ürün oluşur. Ama tam tersi bir durum varsa, yani kinetik bir ürünü, termodinamik diğerini tercih ediyorsa -ki kimyada gayet rastlanabilen bir durumdur bu- o zaman işler biraz karışır.
Bu durumun kimyadaki örnekleri bir başka yazının konusu, o yüzden burda bahsedilmeyecek..Şimdi A başlangıç maddesinin geri dönüşlü bir şekilde B ve C ürünlerine gittiğini düşünün. İlk zamanlarda daha hızlı olan tepkime daha fazla yol katedecek -başlarda ürün derişimleri çok düşük olduğu için geri tepkimeler henüz emeklemektedir- dolayısıyla sistem başlarda kinetik kontrol altında olacaktır. Fakat zaman ilerledikçe geri tepkimeler işin içine girecek, sistem artık daha kararlı ürünü tercih etmeye başlayacak ve yeterli zaman geçtiğinde sadece enerjileriyle orantılı miktarlarda ürünler elde edilecektir ki bu da termodinamik kontrol anlamına gelir. Burdaki temel sorunumuz bu yeterli zamanın ne kadar olduğudur ve bu da geri tepkimelerin aktivasyon enerjileriyle ve dolayısıyla hızlarıyla alakalıdır. Eğer geri tepkimeler hızlıysa termodinamik dengeye çabuk ulaşılır, bu hız azaldıkça dengeye ulaşma zamanımız da artar ve geri tepkimenin aktifleşme enerjisi çok büyük olursa, yani tepkimeler giderek tek yöne evrilirse, yeterli zamanımız da sonsuza şöyle bir uzanıverir. Yani neymiş, tepkimeler tek yönlü olduğunda, her zaman kinetik kontrol hüküm sürermiş.
Son olarak biraz da sıcaklığın etkisinden bahsedelim. Sıcaklığı kullanarak, isteğimize göre kinetik veya termodinamik kontrollü ürünü elde edebiliriz. Düşük sıcaklıklarda hız sabitlerinin değeri de düşüktür, dengeye gelmek için gerekli zaman çok uzundur. Bu yüzden makul zaman dilimleri içinde, sıcaklığı düşürerek kinetik kontrollü ürünü elde edebiliriz. Sıcaklığı arttırdığımızda yine ilk başta hızı yüksek olan tepkime olacaktır, fakat bunun geri dönüşü de hızlı olduğundan sonuçta elde edeceğimiz ürün termo. kont. ürün olacaktır. Kimyada buna dayanan bir sürü sentez yapılmaktadır. Unutulmaması gereken sonsuz süre beklediğimizde kontrolün her zaman termoda olduğudur.
