REDOKS TEPKİMELERİ

2 Elektron alış-verişi olan kimyasal tepkimelere redoks tepkimeleri denir. Denklemde nötral (yüksüz) durumda olan çinko (Zn), +2 değerlikli Cu iyonlarına 2 e- verir ve +2 değerliğe yükseltgenir. Çinkonun verdiği 2e - ‘u alan Cu +2 iyonları bu elektronlarla nötral duruma indirgenir. Bu durum elementlerin e- alış-verişini gösteren yarı-iyonik denklemlerle ifade edilir: Yarı-iyonik denklemler: Zn o -2e-  Zn +2 (Yükseltgendi)‏ Cu +2 +2e-  Cu o (İndirgendi)‏

Redoks Tepkimelerinde Sıkça Kullanılan Kavramlar

4 İndirgenme: Bir reaksiyonda bir elementin e- alarak değerliğinin daha küçük bir sayıya düşmesi halidir. Örneğimizde bakır indirgenmiştir. İndirgen: Karşısındaki element veya iyona e- vererek onun değerliğinin düşmesini sağlayan maddeye denir. Çinko indirgendir. Yükseltgenme: Bir reaksiyonda bir element veya iyonun e- kaybederek değerliğinin artmasına denir. Örneğimizde çinko yükseltgenmiştir. Magnezyum, oksijen içinde parlak bir şekilde yanar. Su ve CO 2 içinde de yanar. Bu nedenle Mg yangınlarını söndürmek oldukça zordur. 2 Mg (k) + O 2 (g)  MgO (k)‏ Magnezyum tozu ayrıca havai fişeklerin yapımında kullanılır. Yükseltgen: Bir element veya iyonun karşısındaki element veya iyondan e- alarak onun değerliğinin artmasını sağlayan maddeye denir. Değerlik: Tepkimede tüm kimyasal bileşikleri iyonik karakterliymiş gibi kabul edip bu iyonların yük sayısına denir.

Bazı Elementlerin Değerlikleri

6 Süperoksit Oksijen: Peroksitleri (O 2 -2 ) ve süperoksitleri (O 2 -1 ) hariç tüm bileşiklerinde -2 değerliklidir.Peroksitlerinde -1, süperoksitlerinde -1/2 değerliklidir. 2 NaO 2 → Na 2 O 2 + O 2 Hidrojen: Hidrürleri hariç tüm bileşiklerinde +1 değerlikli olup hidrürlerinde -1 değerliklidir. Halojenler: Genellikle bileşiklerinde -1 değerliklidir. 1A grubu +1, 2A grubu +2 değerliklidir. Peroksit Oksit Süperoksitler, itfaiyecilere hızlı oksijen sağlayıcı olarak kullanılır. Uzay Mekiği ana motoru hidrojen yakar ve neredeyse görünmez bir alev oluşturur.

Redoks Tepkimelerinin Denkleştirilmesi

8 1)Önce reaksiyona giren element ve bileşiklerin değerlikleri belirlenir. 2)İndirgen ve yükseltgenler tespit edilir. 3)İndirgenen ve yükseltgenenlere göre ayrı ayrı e- alış-verişini gösteren iyon denklemleri yazılır. 4)Bu iyon denklemleri üzerinden e- dengesi kurulur ve bu dengenin bütün reaksiyona yansıtılabilmesi için gerekli koşul tespit edilir. 5)Bu şarta göre toplu reaksiyonda kütle dengesi kurulur.

9 Al + HCl  AlCl 3 + H 2 1 / Al o – 3e-  Al +3 yükseltgendi 3 / H + +1e-  H o indirgendi ____________________________________________ Al o – 3e-  Al +3 3H + +3e-  3/2 H o ______________________________________ Al + 3 H +  Al /2 H 2 Koşul: 1 Al o ‘a karşılık 3 H + tepkimeye girmeli.

10 S + HNO 3  H 2 SO 4 + NO 1 / S o – 6e-  S +6 yükseltgendi 2 / N +5 +3e-  N +2 indirgendi ____________________________________________ 1 / S o – 6e-  S +6 2 / N +5 +6e-  2 N +2 ______________________________________ S o + 2 N +5  S N +2 Koşul: 1 S o ‘e karşılık 2 N +5 tepkimeye girmeli.

Asidik ve Bazik Ortamda Redoks

12 Böyle ortamlarda redoks tepkimelerini denkleştirmek için; e - alış-verişine katılan elementler saptanır. e - dengesi sağlanır. Kütle dengesi sağlanır. Oksijen atomu eksik olan tarafa yeteri kadar H 2 O ilave edilir. Çözelti asidik ise hidrojen eksik olan tarafa yeteri kadar H + ilave edilir. Çözelti bazik ise hidrojen eksik olan tarafa yeteri kadar OH - iyonu ilave edilir. Buna göre son denklemde tekrarlanan birimler varsa bunlar toplanır veya çıkarılır.

13 - Asidik ortamda oluşan aşağıdaki tepkimenin katsayılarını denkleştiriniz. 1) e- dengesi: 5 / Fe +2 -1e-  Fe +3 yükseltgendi 1 / Mn e-  Mn +2 indirgendi ________________________________________________ Mn Fe +2  Mn Fe +3 2) Oksijen eksikliği H 2 O ilavesi ile giderilir. MnO Fe +2  Mn Fe H 2 O 3) Asidik çözeltide hidrojen eksikliği H + ile giderilir. 8H + +MnO Fe +2  Mn Fe H 2 O MnO Fe +2  Mn +2 + Fe +3

14 - Bazik ortamda oluşan aşağıdaki tepkimenin katsayılarını denkleştiriniz. 1) e - dengesi: 2 / Cr +3 -3e-  Cr +6 yükseltgendi 1 / I e-  I - indirgendi ________________________________________________ 2 Cr +3 + I +5  2Cr +6 + I - 2) Oksijen eksikliği H 2 O ilavesi ile giderilir. 2 Cr(OH) 3 + I O 3 -  2 CrO I - + H 2 O 3) Bazik çözeltide hidrojen eksikliği OH - ile giderilir. Negatif Yük yoğunluğu sol tarafta (-4) az. 4 OH Cr(OH) 3 + I O 3 -  2 CrO I H 2 O Cr(OH) 3 + I O 3 -  CrO I -

15 1) e - dengesi: 3 / S -2 -8e-  S +6 yükseltgendi 8 / N e-  N +2 indirgendi ________________________________________________ 3 S N +5  3 S N +2 2) Oksijen eksikliği H 2 O ilavesi ile giderilir. 3 CuS (k) + 8 NO 3 -  3 Cu SO NO 3) Asidik çözeltide hidrojen eksikliği H + ile giderilir. Negatif Yük yoğunluğu sol tarafta (-8) az. 8H CuS (k) + 8 NO 3 -  3 Cu SO NO + 4 H 2 O CuS (k) + NO 3 -  Cu +2 + SO NO - Asidik ortamda (HNO 3 içinde)oluşan aşağıdaki tepkimenin katsayılarını denkleştiriniz.

Bireysel Çalışma Bu bölümdeki örnekler cevapları ile birlikte verilmiştir.

17 Asidik ortamda meydana gelen aşağıdaki denklemleri denkleştiriniz. Çalışma Soruları: a. MnO Br - -> MnO 2 + BrO 3 - b. I 2 (k) + OCl-(su)  IO 3 - (su) + Cl-(su)‏ c. Cr 2 O 7 2- (su) + C 2 O 4 2- (su)  Cr 3+ (su) + CO 2 (g)‏ d. Mn(katı) + HNO 3 (su)  Mn 2+ (su) + NO 2 (g)‏ e. Cr 2 O 7 2- (su) + HNO 2(su) --> Cr 3+ (su) + NO 3 - (su) Çözümleri: a. MnO Br- + 2H +  MnO 2 + BrO H 2 O b. I 2 (k) + 5OCl-(su) + H 2 O  2 IO 3 - (su) + 5Cl-(su) + 2H+(su)‏ c. Cr 2 O 7 2- (su) + 3C 2 O 4 2- (su) + 14H + (su)  2 Cr 3+ (su) + 6CO 2 (g) + 7H 2 O d. Mn(katı) + 2HNO 3 (su) + 2H + (su)  Mn 2+ (su) + 2 NO 2 (g) + 2H 2 O e. Cr 2 O 7 -2 (su) + 3HNO 2(su) + 5H + (su)  2Cr 3+ (su) + 3NO 3 - (su) + 4H 2 O

18 Çalışma Soruları: MnO 4 - (su) + I - (su)  MnO 2 (s) + IO 3 - (su)‏ H 2 O 2 (su) + ClO 4 - (su)  O 2 (g) + ClO 2 - (su)‏ S 2 - (su) + I 2 (k)  SO 4 2- (su) + I - (su)‏ Çözümleri: 2MnO 4 - (su) + I - (su) + H 2 O  2MnO 2 (s) + IO 3 - (su) + 2OH - (su)‏ 2H 2 O 2 (su) + ClO 4 - (su)  2O 2 (g) + ClO 2 - (su) +2 H 2 O S 2 - (su) + 4I 2 (k) + 8OH - (su)  SO 4 2- (su) + 8I - (su) + 4 H 2 O Bazik ortamda meydana gelen aşağıdaki denklemleri denkleştiriniz.