Bilim Son Makaleler

REDOKS (YÜKSELTGENME-İNDİRGENME) TEPKİMELERİ

Tarafından yazılmıştır admin

Elektrokimya, elektrik ve kimyasal enerji arasındaki dönüşümleri inceleyen, kimyanın önemli bir dalıdır. Elektrokimyasal işlemler, istemli bir tepkimeyle açığa çıkan enerji­nin elektriğe dönüştürüldüğü veya istemsiz bir tepkimenin gerçekleşmesi için elektrik enerjisinin kullanıldığı redoks tepkimeleridir.

Redoks tepkimelerinde elektronlar bir maddeden diğerine aktarılırlar. Aşağıda veri­len, magnezyum metali ile hidroklorik asit arasındaki tepkime, redoks tepkimesine bir örnektir:

Elementlerin üstlerinde verilen sayıların yükseltgenme basamakları olduğunu hatırla­yalım. Yükseltgenme sırasında, elektron kaybeden elementin yükseltgenme basamağı artar. İndirgenmede ise elektron alan elementin yükseltgenme basamağı azalır. İnce­lenen tepkimede Mg metali yükseltgenmiş, H+ iyonları indirgenmiş; Cl iyonları ise değişmeden kalmıştır.

Redoks Eşitliklerinin Denkleştirilmesi

Yukarıdaki redoks tepkimesini denkleştirmek oldukça kolaydır. Ancak, laboratuarda çalışırken, genelde kromat (CrO42-), dikromat (Cr2O72-), permanganat (MnO4 ), nitrat (NO3) ve sülfat (SO42-) gibi oksianyonlar için daha karmaşık redoks tepkimeleriyle karşılaşırız. Kesim 3.7 de verilen yöntemi kullanarak herhangi bir redoks eşitliğini denkleştirebiliriz. Ancak redoks tepkimeleri elektron aktarım basamakları dikkate alına­rak daha basit yöntemlerle de denkleştirilebilir. Burada iyon-elektron yöntemi denilen böyle bir yöntemi ele alacağız. Bu yaklaşımda toplam tepkime, biri yükseltgenme, diğeri indirgenme olmak üzere iki yan tepkimeye ayrılır. Bu iki yan tepkime ayrı ayrı denkleştirilir ve toplanarak denkleştirilmiş toplam eşitlik elde edilir.

Örneğin, asidik ortamda Fe2+ iyonunun dikromat (Cr2O72-) ile yükseltgenmesine ait redoks tepkimesini ele alalım. Bu tepkimede Cr2O72- iyonlan Cr3+ e indirgenirken Fe2+ iyonlan Fe3+ iyonlarına yükseltgenir. Aşağıdaki basamaklar eşitliği denkleştir­memize yardımcı olur.

Basamak 1: Tepkime için iyonik halde denkleşmemiş eşitlik yazılır.

Basamak 2: Eşitlik iki yarı tepkimeye ayrılır.

Basamak 3: Her bir yarı tepkime atom sayıları ve yüklere göre denkleştirilir. Asidik ortamlardaki tepkimelerde H2O eklenerek O atomları, H+ eklenerek de H atomları denkleştirilir.

Yükseltgenme yarı-tepkimesi: Atom sayıları her iki tarafta da aynıdır. Yüklerin eşit olması için okun sağ tarafına bir elektron eklenir.

İndirgenme yarı tepkimesi: Tepkime asidik ortamda gerçekleştiğinden, O atomlarını eşitlemek için sağ tarafa yedi H2O molekülü eklenir.

H atomlarını eşitlemek için de sol tarafa 14 H+ iyonu eklenir.

Yukarıdaki tepkimede sol taraftaki yük +12, sağ taraftaki yük ise +6 dır. Sol tarafa altı elektron eklenerek yükler eşitlenir.

Basamak 4: İki yarı tepkime toplanır ve son eşitlik kontrol edilir. Her iki taraftaki

elektron sayılarının eşit olması gerekir. Eğer yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimelerindeki elektron sayıları farklı ise, yarı tepkimelerden biri veya ikisi uygun sayılarla çarpılarak elektron sayıları eşitlenir.

Örneğimizde yükseltgenme yarı tepkimesinde sadece bir elektron, indirgenme yarı tepkimesinde ise altı elektron vardır; bu nedenle, yükseltgenme yarı tepkimesi 6 ile çarpılır.

Her iki taraftaki elektronlar birbirini götürür ve denkleştirilmiş net iyonik eşitlik belirlenir.

Basamak 5: Eşitliğin her iki tarafındaki atom türleri, sayıları ve yüklerin eşitliği kontrol edilerek, işlem doğrulanır.

Son kontrol eşitliğin “atom” ve “elektriksel” denkliği için yapılır.

Bazik ortamdaki redoks tepkimeleri için; asidik ortamda yürüyen tepkimeye ben­zer şekilde basamak 4 e kadar yapılan işlemler aynen uygulanır. Daha sonra eşitliğin her iki tarafına her H+ iyonu için eşit sayıda OH iyonu eklenir. H+ ve OH iyonları eşitliğin aynı tarafında olduğunda, birleştirilerek H2O şeklinde yazılır.

Yazar Hakkında

admin

%d blogcu bunu beğendi: