YÜKSEK TÜRK ! SENİN İÇİN YÜKSEKLİĞİN HUDUDU YOKTUR. İŞTE PAROLA BUDUR.

... konulu sunumlar: "YÜKSEK TÜRK ! SENİN İÇİN YÜKSEKLİĞİN HUDUDU YOKTUR. İŞTE PAROLA BUDUR."— Sunum transkripti:

1 YÜKSEK TÜRK ! SENİN İÇİN YÜKSEKLİĞİN HUDUDU YOKTUR. İŞTE PAROLA BUDUR.

2 YÜKSELTGENME-İNDİRGENME
REAKSİYONLARI Yrd. Doç. Dr. Ahmet Emin ÖZTÜRK

3 Örnek­lerde, karışıklığı önlemek amacıyla tepkimeye girenlerin ve ürünlerin fiziksel hali yazılmayacaktır. Ayrıca H3O+ veya H+ (aq) yerine H + sim­gesi kullanılacaktır.

4 Yükseltgenme; oksijenle birleşme, oksidasyon,
Bir atomun yükseltgenme sayısının matematiksel olarak arttığı bir işlem İndirgenme; oksijenin ayrılması, redüksiyon, Bir atomun yükseltgenme sayısının matematiksel olarak azaldığı bir işlem

5 Her atomun yükseltgenme sayısı o atomun simgesinin üzerine yazılır.
+4 –2 O2 S SO2 S atomunun yükseltgenme sayısı 0 dan +4 e arttığından S yük­seltgenmiştir. O atomunun yükseltgenme sayısı 0 dan -2 ye düştü­ğünden oksijen indirgenmiştir.

6 Aşağıdaki tepkimede ise hiç bir atomun yükseltgenme sayısı değişmediğinden yükseltgenme-indirgenme yoktur. +4 –2 +1 –2 +1 +4 –2 H2SO3 SO2 H2O

7 Ne yükseltgenme ne de indirgenme kendi kendine meydana geleme­z
Yükseltgenme sayısındaki toplam artış, yükselt­genme sayısındaki toplam azalmaya eşit olmalıdır

8 Hiçbir madde bir diğer madde yükseltgenmedikçe indirgenemeye­ceğinden indirgenen madde, yükseltgenmeden sorumludur. Bu nedenle bu maddeye yükseltgeme maddesi veya yükseltgen denir. İki işlem bir­birine bağımlı olduğundan kendisi yükseltgenen maddeye indirgeme maddesi veya indirgen denir. +4 –2 S O2 SO2 Yükseltgenen İndirgenen İndirgen Yükseltgen

9 1 2 Yükseltgenme-indirgenme tepkimelerin denkleştirilmesi
Yükseltgenme sayıları yöntemi İyon-elektron yöntemidir. 1 2

10 Yükseltgenme sayıları yöntemi

11 Tüm atomların yükseltgenme sayıları bulunur.
1 Yükseltgenen ve indirgenen atomlar tespit edilir. 2 Yükseltgenen atomların verdiği elektron sayısı belirlenir. 3 İndirgenen atomların aldığı elektron sayısı belirlenir. 4 Alınan ve verilen elektron sayıları uygun katsayılar kullanılarak eşitlenir. 5 Diğer atomların sayıları uygun katsayılar kullanılarak eşitlenir. 6

12 HNO3 H2S NO S H2O

13 1 Atomların yükseltgenme sayıları bulunur. +1 +5 –2 +1 –2 +2 –2 +1 –2 HNO3 H2S NO S H2O Azot indirgenmiş (+ 5 den, + 2 ye; 3 azalmış) Kükürt yükseltgenmiş (-2 den 0 a, 2 artmış).

14 Yükseltgenme sayısındaki toplam artış ve toplam azalışın birbirine eşit olması için denkleme katsayılar ilave edilir. 2 3x2=6 +5 +2 2 HNO3 3 H2S 2 NO 3 S H2O –2 2x3=6

15 Bu yöntem yalnızca yükseltgenme sayısı değişen maddeleri denkleştirir.
3 Denkleştirme işlemi sınama-yanılma ile tamamlanır. Bu örnekte kullanılan yöntem H2O nun katsayısı için bir değer ver­mez. Bununla birlikte denklemin solunda 8 H atomu olduğunu görürüz. H2O nun katsayısını 4 yazarak denklemin sağında da aynı sayıda H ato­mu olmasını sağlayabiliriz. 2 HNO3 3 H2S 2 NO 3 S 4 H2O

16 Son olarak denkleştirilmiş denklemin her iki tarafında her atom­dan aynı sayıda olup olmadığı kontrol edilir ve işlem böylece tamamlanmış olur. 4 2 HNO3 3 H2S 2 NO 3 S 4 H2O Reaktant Ürün H 2+6 8 N 2 O 6 2+4 S 3

17 Yükseltgenme-sayısı yöntemi, yalnızca iyonların ve moleküllerin gösterildiği net iyonik denklemlerin denkleştirilmesinde de kullanıla­bilir. H2O I2 ClO3 IO3 Cl H+

18 K+ iyonu tepkimede yer almadığından denklemde gösterilmemiştir
1 -1-(+5)= - 6 +1 –2 +5 –2 +5 –2 –1 +1 H2O I2 ClO3 IO3 Cl H+ +5-(0)=+5 2x5 = +10

19 2 6 ve 10 nun en küçük ortak katı 30 dur. Bu nedenle tepkimede, 3I2 mo­lekülü (toplam 30 artış) ve 5 ClO3 iyonu (toplam 30 azalma) bu­lunmalıdır. Bundan sonra IO3ˉ ve Clˉ nin katsayıları bulunur. H2O 3 I2 5 ClO3 6 IO3 5 Cl H+ Katsayı yalnızca I ve Cl atomu sayılarını eşitlemek için kullanılmıştır.

20 3 Solda 15 oksijen atomu, sağda ise 18 ok­sijen atomu bulunur. Sol tarafa gerekli 3 oksijen atomu 3 H2O molekülünden sağlanır. H2O moleküllerindeki hidrojen atomları­nı denkleştirmek için H+ nın katsayısı 6 olmalıdır. 3 H2O 3 I2 5 ClO3 6 IO3 5 Cl 6 H+

21 - 5 -5 Reaktant Ürün H 6 O 3+15 18 I Cl 5 Reaktant Ürün Yük 0+0+(-5)
4 3 H2O 3 I2 5 ClO3 6 IO3 5 Cl 6 H+ Reaktant Ürün H 6 O 3+15 18 I Cl 5 İyonik bir denklem kütle denkliği kadar yük denkliğini de gös­termelidir. Reaktant Ürün Yük 0+0+(-5) (-6)+(-5)+(+6) Toplam Yük - 5 -5

22 İyon – elektron yöntemi

23 Elektron alış-verişi ile olan tepkimeler de
yükseltgenme-indirgenme tepkimelerine örnektir.

24 Sodyum ve klor arasındaki tep­kimede, sodyum atomu değerlik elektronunu klora verir.
+1 –1 2 Na Cl2 2 Na+ 2 Cl Elektron kaybı bir tür yükseltgenme, elektron kazancı ise bir tür indirgenmedir. Bu denklem yarım tepkimeleri gösteren iki kıs­mi denkleme ayrılabilir. Yükseltgenme 2 Na 2 Na+ 2 e İndirgenme 2 Cl2 2 Cl e

25 Ana denklem, H2O, H+ ve OH‾ nin gösterilmediği iki yarı tepkimeye ayrılır.
1 Gerekli katsayılar kullanılarak H ve O haricindeki atomların sayıları eşitlenir. 2 Ortamın asidik yada bazik oluşuna göre H ve O sayıları eşitlenir. 3 Yük denkliğini sağlamak üzere gerekli tarafa elektron/elektronlar eklenir. 4 Denklemler belli katsayılarla çarpılarak, alınan-verilen elektron sayıları eşitlenir. 5 İki denklem taraf tarafa toplanarak ana denklem yeniden elde edilir. 6

26 İyon-elektron yöntemi ile asidik çözeltide gerçekle­şen tepkimeler için :
Önce O in eksik olduğu tarafa, her oksijen için bir H2O eklenir. Sonra H in eksik olduğu tarafa, her hidrojen için bir H+ eklenir. Bu işlemde sıra önemlidir.

27 İyon-elektron yöntemi ile bazik çözeltide gerçekle­şen tepkimeler için :
O in eksik olduğu tarafa , her oksijen için 2 tane OH¯ , karşı tarafa bir H2O eklenir. H in eksik olduğu tarafa , her hidrojen için bir H2O, karşı tarafa 1 tane OH¯ eklenir. Bu işlemde sıra önemli değildir.

28 Cr2O72 Cr3+ Cl Cl2 Asidik çözeltide gerçekleşen bir tepkime

29 Cr2O72 Cl Cr3+ Cl2 (Bu denkleştirilmemiş ifadede H2O ve H+ gösterilmemiştir. ) 1 Yarım tepkimeler için iki kısmi iskelet denklem yazılır. Kısmi denklemlerin merkez elementleri (H ve O dışındaki elementler) denkleştirilir. Cr2O72 2 Cr3+ 2 Cl Cl2

30 2 Bu adımda H ve O atomları denkleştirilir. Tepkime asidik çö­zeltide gerçekleştiğinden, gerekli olan yerlere H2O ve H+ yazı­lır. O atomlarının eksik olduğu tarafa H2O yazılır. Hidrojen ise H + eklenerek denkleştirilir. 14 H+ Cr2O72 2 Cr3+ 7 H2O 2 Cl Cl2

31 Bu adımda kısmi denklemler elektriksel olarak denk­leştirilir.
3 Birinci kısmi denklemin sol tarafında net +12 yük [(+14 + ( 2)], sağ tarafında ise net +6 yük vardır. Buna göre sol tarafa altı elektron eklenmelidir [+12 + ( 6) = +6]. Bu şekilde her iki tarafındaki net yük 6 + olacaktır. 6 14 H+ Cr2O72 2 Cr3+ 7 H2O e İkinci kısmi denklem ise sağ tarafa 2 elektronun eklenmesi ile denkleştirilir. 2 Cl Cl2 2 e

32 4 Kazanılan elektron sayısı, kaybedilen elektron sayısına eşit ol­malıdır. Bu yüzden ikinci kısmi denklemin 3 le çarpılması ge­rekir. 6 14 H+ Cr2O72 2 Cr3+ 7 H2O e 6 Cl 3 Cl2 6 e

33 5 İki kısmi denklemin taraf tarafa toplanmasıyla denkleştirilmiş son denklem el­de edilir. 14 H+ Cr2O72 6 Cl 2 Cr3+ 3 Cl2 7 H2O Toplama sırasında elektronlar birbirini götürmelidir.

34 Reaktant Ürün H 14 Cr 2 O 7 Cl 6 Yük 14+(-2)+(-6) 6+0+0 Toplam Yük + 6
6 Cl 2 Cr3+ 3 Cl2 7 H2O Reaktant Ürün H 14 Cr 2 O 7 Cl 6 Yük 14+(-2)+(-6) 6+0+0 Toplam Yük + 6

35 Mn2+ MnO4 As4O6 H3AsO4 Asidik çözeltide gerçekleşen bir tepkime

36 MnO4 As4O6 Mn2+ H3AsO4 1 Denklem iki kısmi iskelet denkleme ayrılır. Merkez atomlar denkleştirilir. Mn2+ MnO4 As4O6 4 H3AsO4 2 Kısmi denklemler H+ ve H2O ek­lenerek kütlece eşitlenir. 8 H+ MnO4 Mn2+ 4 H2O 10 H2O As4O6 4 H3AsO4 8 H+

37 3 Net yükleri denkleştirmek için elektronlar eklenir. Mn2+ 5 8 H+ MnO4 4 H2O e 10 H2O As4O6 4 H3AsO4 8 H+ 8 e 4 Kaybedilen elektron sayısının, kazanılan elektron sayısına eşit olması için birinci kısmi denklem 8 ile ve ikinci kısmi denklem 5 ile çarpılmalıdır. 40 64 H+ 8 MnO4 8 Mn2+ 32 H2O e 50 H2O 5 As4O6 20 H3AsO4 40 H+ 40 e

38 4 Bu iki kısmi denklem taraf tarafa toplanarak en küçük tam sayılarla denkleştirilmiş net denklem elde edilir. 18 H2O 24 H+ 8 MnO4 8 Mn2+ 5 As4O6 20 H3AsO4

39 Reaktant Ürün H 36+24 60 O 18+32+30 80 Mn 8 As 20 Yük 0+24+(- 8)+0
MnO4 5 As4O6 8 Mn2+ 20 H3AsO4 Reaktant Ürün H 36+24 60 O 80 Mn 8 As 20 Yük 0+24+(- 8)+0 16+0 Toplam Yük + 16

40 N2H4 MnO2 MnO4 N2 Bazik çözeltide gerçekleşen bir tepkime Bazik çözeltilerde oluşan tepkimeleri denkleştirmek için H+ kullanılamaz.

41 1 Denklem iki kısmi denkleme ayrılır. MnO4 MnO2 N2H4 N2 2 Bazik çözeltilerde gerçekleşen tepkimelerde oksijen ve hidrojeni denkleştirmek için OH¯ ve H2O kullanılır. Birinci kısmi denklemde sağ tarafta 2 oksijen atomu eksik­tir. 2 H2O MnO4 MnO2 4 OH İkinci kısmi denklemde sağ tarafta dört hidrojen atomu eksiktir. 4 OH N2H4 N2 4 H2O

42 3 Yük denkliğini sağlamak için elektronlar eklenir. MnO2 3 2 H2O MnO4 4 OH e 4 OH N2H4 N2 4 H2O 4 e 4 3 ve 4 ün en küçük ortak katı 12 dir. Buna uygun olarak elektron sayısı eşitlenir. 8 H2O 4 MnO4 4 MnO2 12 16 OH e 12 OH 3 N2H4 3 N2 12 H2O 12 e

43 - 4 Reaktant Ürün Mn 4 O 16 8+4+4 N 6 H 12 8+4 Yük (- 4)+0 0+0+0+(- 4)
5 Kısmi denklemler, elektronlarda olduğu gibi OH ¯ iyonları ve H2O molekülleri de birbirlerini sadeleştirecek şekilde toplanır ve son denklem elde edilir. 4 MnO4 3 N2H4 4 MnO2 3 N2 4 H2O 4 OH Reaktant Ürün Mn 4 O 16 8+4+4 N 6 H 12 8+4 Yük (- 4)+0 0+0+0+(- 4) Toplam Yük - 4

44 Br2 BrO3 Br Bazik çözeltide gerçekleşen bir tepkime Bu tepkimede aynı madde yani Br2 hem yükseltgenmekte hem de in­dirgenmektedir. Bu tür tepkimeler, disproporsiyon veya oto yükseltgen­me-indirgenme (kendi kendine yükseltgenme-indirgenme) tepkimeleri olarak isimlendirilir.

45 Br2 BrO3 Br Br2 2 BrO3 1 Br2 2 Br 12 OH Br2 2 BrO3 6 H2O 2 Br2 2 Br 12 OH Br2 2 BrO3 6 H2O 10 e 3 2 Br2 2 Br e

46 4 12 OH Br2 2 BrO3 6 H2O 10 e 10 5 Br2 10 Br e 5 12 OH 6 Br2 2 BrO3 10 Br 6 H2O Bu denklemin bütün katsayıları 2 ile bölünebilece­ğinden katsayılar alabilecekleri en küçük değere düşürülmelidir. 6 OH 3 Br2 BrO3 5 Br 3 H2O 6 1 5 Yük Denkliği 6 6

47 Yarım tepkimeler tek başlarına gerçekleşmeyeceklerinden kısmi denk­lemler tam bir kimyasal değişmeyi göstermez. İki yarım tepkimenin farklı elektrotlarda oluştuğu elektrokimyasal pillerde bile, her iki ya­rım tepkime daima aynı anda gerçekleşir.

48 Kısmi denklemler, bir elektrokimyasal pilde gerçekleşen yükselt­genme-indirgenme tepkimesinin oluş şeklini genel olarak göstermekle birlikte, aynı tepkime bir beherde aynı şekilde oluşmayabilir. Bu yön­tem, tepkimenin doğru mekanizmasını mutlaka veren bir yöntem ola­rak yorumlanmamalıdır. Bazen bir tepkimenin bir elektron alış-verişi (değişimi) tepkimesi olup olmadığını anlamak zordur.

49 +4 –2 +5 –2 +6 –2 +3 –2 SO32 ClO3 SO42 ClO2 tepkimesi bir elektron-alışverişi tepkimesine benzemektedir. Bu tepki­me bir elektrokimyasal pilde gerçekleştirilebilir ve iyon-elektron yön­temi ile denkleştirilebilir. Bununla birlikte bu tepkimenin elektron alış­verişi ile değil de doğrudan oksijen alış verişi ile (Cl03 den SO4 2 ye) olduğu gösterilmiştir.