Alm. Reaktion, Fr. Réaction, İng. Reaction. Kimyâda iki veya daha çok maddenin başka madde veya maddelere dönüştüğü hâdise. Reaksiyon da denir. Kimyâsal tepkimede tepkimeye giren maddelerin özellikleri kaybolurken değişik özelliklerde yeni maddeler ürün olarak ortaya çıkar. Fakat tepkimede toplam kütle değişmez.

Bir kimyâsal tepkimede bağ oluşturan elektronların enerji soğurmasıyla bağ parçalanır. Bu durum yeni bağların oluşmasını mümkün kılar ve enerji açığa çıkar. Bir bağın parçalanması için gerekli olan enerji yeni bir bağın oluşmasında açığa çıkan enerjiden daha az olduğunda, bu tepkimeye ekzotermik (ısı veren) tepkime, tersi olduğundaysa endotermik (ısı alan) tepkime denir.

Tepkime kabı: Reaktör de denir. Laboratuvarlarda veya kimyâ sanâyiinde kimyâsal tepkimelerin gerçekleştiği kap veya cihazlara denir. Genellikle cam, paslanmaz çelik veya kimyâsal maddelerden etkilenmeyen herhangi bir alaşımdan yapılmışlardır.

Tepkime ısısı: Bir kimyâsal tepkimede bütün maddeleri aynı sıcaklıkta tutabilmek için tepkime sistemine eklenmesi veya sistemden uzaklaştırılması gereken ısı miktarıdır. Tepkime sisteminin içinde bulunduğu kabın basıncı sâbit tutulduğunda ölçülen tepkime ısısı aynı zamanda entalpi olarak bilinen termodinamik nitelikteki değişimi, yâni tepkime sonucunda oluşan ürünlerin entalpisiyle tepkimeye girenlerin entalpisi arasındaki farkı gösterir. Böylece sâbit basınçta tâyin edilen tepkime ısısı DH sembolüyle gösterilen tepkime entalpisidir. DH negatif olduğunda tepkime ekzotermik, tersi durumdaysa tepkime endotermiktir. (Bkz. Entalpi)

Meselâ,

H2(g) + Cl 2(g) ® 2HCl(g) + 44 kkal

tepkimesinde tepkimeye giren H2 ve Cl2 moleküllerinde iki atomu bir arada tutan bağların koparılması enerji ister. Bu enerji sağlandığında atomlar arasındaki bağlar kopar ve atomlar yeni düzenlemeye girerek yeni bağlar (HCl bağları) oluştururken dışarıya enerji verilir. Bu tepkimede dışarı verilen enerji daha önce alınan enerjiden fazla olduğundan neticede dışarıya enerji verilmiş olur (ekzotermik tepkime). Buna karşılık;

H2(g) + I2(g) + 12,4 kkal ® 2HI(g)

tepkimesinde alınan enerji verilen enerjiden fazla olup bu tepkime de endotermik tepkime olur.

Tepkime hızı: Tepkime hızı birim zamanda dönüşen madde miktarı anlamına gelir. Tepkime hızlarını karşılaştırabilmek için birim zamanda, birim hacimde değişen mol sayısı, yâni derişim değişimi esas alınır. Bu durumda tepkime hızı (TH), birim zamanda madde derişimindeki değişim olarak ifâde edilir. Meselâ;

2NOCl(g) ® 2NO(g) + Cl2(g)

tepkimesinde hız, NOCl, NO ve Cl2 derişimleri için ayrı ayrı yazılabilir. Tepkimeye giren NOCl yönünden tepkime hızı (TH1);

olarak tanımlanır. Buna göre NOCl ne kadar hızlı azalıyorsa, tepkime o kadar hızlı gerçekleşiyor demektir. Oluşan azot monoksit ve klora göre de;

olarak yazılır.

Tepkime denklemine göre 2 mol NOCl’den 2 mol NO ve 1 mol Cl2 oluştuğuna göre;

TH1= TH2= 2TH3 olur.

Bir tepkimenin oluşması çarpışma teorisiyle izah edilir. Bu teoriye göre tepkime verecek tânecikler (molekül atom veya iyon) mutlaka çarpışmalıdırlar. Ancak tepkime vermeleri için çarpışmaları da yetmez. Tepkime ancak moleküllerin uygun doğrultuda çarpışmaları ve ilâveten tâneciklerin belirli bir enerjide olmalarıyla gerçekleşir. Tepkimenin gerçekleşmesi için tâneciklerin sâhip olmaları gereken minimum enerjiye eşik enerjisi denir.

Eşik enerjiye sâhip tânecikler çarpıştığında moleküller birbiri içine girer ve atomlar yeni bir düzenlemeye girebilecek biçimde karmaşık hâle gelir. Bu arada tâneciklerin hızı yâni kinetik enerjisi azalır, potansiyel enerji de en yüksek seviyesine ulaşır. Yüksek potansiyel enerjili bu karmaşık hâle aktifleşmiş kompleks adı verilir. Aktifleşmiş kompleksin enerji seviyesine varmak için gerekli enerjiye aktifleşme enerjisi denir.

Bir tepkimenin hızına tesir eden faktörleri: 1) Tepkimeye giren maddelerin türü, 2) Derişim, 3) Sıcaklık, 4) Katalizör olarak sıralayabiliriz.

Bir demir parçası havayla çok yavaş olarak tepkimeye girerken (paslanırken), bir beyaz fosfor parçası havada tutulduğunda alev alarak hemen yanar. Oksijenin sebep olduğu bu iki tepkimede hızlar oldukça farklıdır.

Genellikle zıt yüklü iyonların elektriksel çekimine dayalı ve bağ kopması olmaksızın yürüyen iyon tepkimelerinin hızları büyük olur. Buna karşılık yeniden bağ düzenlenmesi gerektiren tepkimelerde düzenlenen bağ sayısı artışına bağlı olarak tepkime hızı düşük olur.

Derişimin artması birim hacimdeki tânecik sayısının ve dolayısıyla çarpışma sayısının artmasına sebep olduğundan, derişim arttıkça tepkime hızı da artar. Kimyâsal bir tepkimenin hızı, tepkimeye giren tâneciklerin derişimleriyle doğru orantılıdır. Buna göre;

A2(g) + B2(g) ® 2AB(g)

şeklindeki bir tepkime için hız ifâdesi;

TH= k [A2] [B2]

olarak yazılır. Bu eşitliğe hız denklemi ve eşitlikteki orantı katsayısı k’ye hız sâbiti denir.

Sıcaklık arttırıldığında, tepkimeye girecek tâneciklerin kinetik enerjileri artacağından, çarpışma sayısı arttığı gibi aktifleşme enerjisi engelini aşan tânecik sayısı da artar. Bu da hızın artması demektir. Sıcaklığın artması hız sâbiti k’yı büyüttüğünden, tepkime ekzotermik veya endotermik dâhi olsa hız da büyür.

Tepkime sonunda hiçbir değişikliğe uğramadan kalan ancak tepkime ortamına dışarıdan eklendiğinde tepkimenin hızını değiştiren maddelere katalizör denir. Katalizörler tepkimeye giren maddelerle daha düşük enerjili aktifleşmiş kompleksler meydana getirirler. Katalizörün etkisini; yüksek bir tepeyi aşmak yerine tepeden açılan bir tünelle gitmek sûretiyle varacağı yere daha hızlı varabilen bir otomobile, tünelin getirdiği avantajı düşünerek anlamak mümkündür.