Kimya Bilimi ve Elektrik

(1)

Kimya Bilimi ve Elektrik

Bu notlara Youtube’dan “Kimya Elbistan” kanalında ilgili videolarının açıklamalar kısmında ki linkten

ücretsiz bir şekilde ulaşabilirsiniz.

(2)

Yakup Demir LYS Fasikülleri

Kimya Bilimi ve Elektrik

Yakup Demir

1. Redoks (İndirgenme - Yükseltgen- me) Tepkimeleri

A. Redoks Tepkimeleri

☛Bir maddenin elektron almasına indirgenme (redüksi- yon) denir.

Cu²⁺ + 2e

→

^{C u}

☛Bir maddenin elektron vermesine yükseltgeme (oksi- dasyon) denir.

Zn

→

^Zn²⁺ + 2e

☛İndirgenme ve yükseltgenmenin olduğu reaksiyonlara redoks (REdüksiyonOKSidasyon) reaksiyonları denir.

Not:

Elektron verme olayı

Yükseltgenme

İndirgen Yükseltgenmiş

Yükseltgenen Elektron alma

olayı

İndirgenme

Yükseltgen İndirgenmiş

İndirgenen

☛Redoks tepkimeleri istemli ya da istemsiz gerçekle- şebilmektedir. İstemli ya da istemsiz gerçekleşen tüm redoks tepkimelerinde en az birer tane indirgen ve yük- seltgen madde bulunur.

☛İstemli gerçekleşen redoks tepkimelerinde enerji açığa çıkarken istemsiz redoks tepkimelerinin gerçekleşe bil- mesi için enerjiye ihtiyaç vardır.

☛Bir madde hem indirgen hem de yükseltgen özellik gösterebilir.

☛Metallerin asitlerle verdiği tepkimeler redoks tepkime- leridir.

K_(k) + HNO_3(suda)

→

^KNO3(suda) + 1/2H_2(g)

☛İyonik bileşiklerin elementlerinden oluşması redokstur Mg_(k) + 1/2O_2(g)

→

^MgO(k)

☛Bileşiklerin elementlerine ayrışma tepkimeleri redoks tepkimesidir.

NaCl_(s)

→

^Na(s) + 1/2Cl_2(g)

☛Yanma tepkimeleri redoks tepkimesidir. O_2(g) ile tepkimeye giren maddeler yükseltgenir.

C_(k) + O_2(g)

→

^CO2(g)

☛H_2(g) ile tepkimete giren maddenler indirgenir.

CaO_(suda) + H_2(g)

→

^Ca(k) + H₂O_(g)

Yaygın kullanılan bazı yükseltgen ve indirgen maddeler:

Yükseltgen Maddeler

KMnO₄ I₂

K₂Cr₂O₇ KNO₃ H₂O₂ KClO₃

O₃ HNO₃

Cl₂ HClO

İndirgen Maddeler S

H₂O₂ C NaHSO₃

CO

Aşağıdaki verilen tepkimelerdeki indirgen ve yükseltgen maddeleri gösteriniz.

I. Ca + H₂SO₄

→

^CaSO4 + H₂

II. SnO₂ + 4HCl

→

^SnCl2 + Cl₂ + 2H₂O III. PbS + 4H₂O₂

→

^PbSO4 + 4H₂O

Aşağıda verilenlerden hangileri redoks tepkimesidir?

I. 3CuO + 2NH₃

→

^{3Cu + H}2O + N₂ II. Ba + H₂SO₄

→

^BaSO4 + H₂ III. Ca(OH)₂ + 2HCl

→

^CaCl2 + 2H₂O Örnek

Örnek

Yükseltgenme Basamaklarının Hesaplanması

☛Bir atomun tepkimeye girerken kullandığı elektron sayısı o atomun yükseitgenme basamağı denir.

I. Bileşik elementlerinin toplam yükü sıfıra eşittir.

MgO, H₂O: toplam yük = 0

II. Kökteki elementlerin toplam yükü kökün yüküne eşittir.

OH^- : toplam yük= -1, SO₄^-2: toplam yük= -2

(3)

Yakup Demir LYS Fasikülleri

Yakup Demir

Kimya Bilimi ve Elektrik

III. Elementlerin serbest halde değerlikleri sıfırdır.

Al, Na, O, Cl: yük=0

IV. Hidrojen, metallerle yaptığı bileşiklerde -1, ametaller- le yaptığı bileşiklerde +1 değerlik alır.

V. Oksijen, süper oksitlerde (O^-2) -1/2, peroksitlerde (O₂^-2) -1, OF₂’de +2, diğer bileşiklerde -2 değerlik alır.

VI. Ametal ametal bileşiklerinde elektronegatifliği büyük olan ametal negatif değerlik alır.

VII. Organik bileşiklerin değerlikleri bulunurken C içe- ren her grubun yükü sıfıra eşittir.

H₃PO₄ , Na₂SO₄, KClO₃ , NO₃^- , Cl₂O₇ , HBrO₃ ve MnO₄^- taneciklerindeki altı çizili atomların yükseltgen- me basamağı kaçtır?

Örnek

Redoks Tepkimelerinin Denkleştirilmesi

☛Kimyasal tepkimelerde toplam atom sayısı korunur.

☛Redoks tepkimelerini denkleştirmek için bazı yön- temler vardır. Bu yöntemlerden biri olan yarı tepkime yöntemine denkleştirmelerimizi yapacağız.

Nötr ortamda gerçekleşen redoks tepkimelerinin denk- leştirilmesi;

1. Tepkimede her bir atomun yükseltgenme basamakları

2. İndirgenen ve yükseltgenen maddeler belirlenir.

3. İndirgenme ve yükseltgenme yarı tepkimeleri yazılır.

4. Yarı tepkimelerdeki elektron sayılarının denkleştirlmesi için tepkimeler uygun katsayılarla çarpılır ve tepkimeler taraf tarafa toplanır.

5. Bulunan katsayılar toplu tepkimedeki yerlerine yerleş- tirilerek diğer atomlar da denklenştirilir.

CH₄ + HNO₃ → CO₂ + NO + H₂O denklemini denkleştiriniz.

4- 1+ 1+5+2- 4+ 2- 2+ 2- 1+ 2-

CH₄ + HNO₃ → CO₂ + NO + H₂O C^{4 -} → C⁴⁺ + 8e 8e vermiş N⁵⁺ + 3e → N2+ 3e almış

elektron eşitliği sağlamak için 1. tepkime 3 ile, 2. tepkime 8 ile çarpılmalıdır. Buna göre,

3C^{4 -} → 3C⁴⁺ + 24e 8N⁵⁺ + 24e → 8N²⁺

3CH₄ + 8HNO₃ → 3CO₂ + 8NO + H₂O şekline dönüşmüştür.

Atom eşitliğinin sağlanmış olması için sol tarafta 20 tane H atomu var. O halde sağ taraftaki H₂O’nun katsayısı 10 olmalıdır.

denklemin denkleşmiş hali;

3CH₄ + 8HNO₃ → 3CO₂ + 8NO + 10H₂O şeklinedir.

Denklemin yorumu,

I. C atomu yükseltgenmiştir.

II. C atomu ya da CH₄ molekülü indirgendir.

III. N atomu indirgenmiştir.

IV. N atomu ya da HNO₃ molekülü yükseltgendir.

Örnek

C + HNO₃ → NO₂ + CO₂ + H₂O

denklemini en küçük tam sayılarla denkleştiriniz.

(4)

Yakup Demir LYS Fasikülleri

Kimya Bilimi ve Elektrik

Yakup Demir

Örnek

Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

denklenimini en küçük tam sayılarla denkleştiriniz.

Örnek

Bi₂S₃ + HNO₃ → H₃BiO₄ + H₂SO₄ + NO₂ + H₂O denklemini en küçük tam sayılarla denkleştiriniz.

Örnek

KMnO₄ + SO₂ + H₂O → K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂SO₄ denklemini en küçük tam sayılarla denkleştiriniz.

Asidik ortamda gerçekleşen redoks tepkimelerinin denk- leştirilmesinde, yük denkliği H⁺ iyonu ile sağlanır. Atom denkliğini sağlamak için gerekli tarafa H₂O eklenir.

Örnek

MnO₄^- + I^- → Mn²⁺ + I₂

tepkimesini asidik ortamda en küçük tam sayılarla denkleştiriniz.

Mn⁷⁺ + 5e → Mn²⁺ 5e almış / 2 2I^- → I₂⁰ + 2e 2e vermiş / 5 2MnO₄^- + 10I^- → 2Mn²⁺ + 5I₂

Asidik ortamda yük denkliği H⁺ iyonlarıyla sağlanır. Sağ tarafın yükü (+4), sol tafafın yükü (-12) dir. Yüklerin eşit olması için sol tarafa 16H⁺ iyonu eklenmelidir.

2MnO₄^- + 10I^- + 16H⁺ → 2Mn²⁺ + 5I₂ Atom eşitliği için sağ tarafa 8H₂O eklenmelidir.

2MnO₄^- + 10I^- + 16H⁺ → 2Mn²⁺ + 5I₂ + 8H₂O Örnek

Fe²⁺ + MnO₄^- → Fe³⁺ + Mn²⁺

ClO^- + S₂O₃^2- → Cl^- + SO₄^2-

Örnek

(5)

Yakup Demir LYS Fasikülleri

Yakup Demir

Kimya Bilimi ve Elektrik

Bazik ortamda gerçekleşen redoks tepkimelerinin denk- leştirilmesinde, yük denkliği OH^- iyonu ile sağlanır. Atom denkliğini sağlamak için gerekli tarafa H₂O eklenir.

Örnek

MnO₄^- + CN^- → MnO₂ + CNO^-

tepkimesini bazik ortamda en küçük tam sayılarla denkleştiriniz.

Mn⁷⁺ + 3e → Mn4+ 3e almış / 2 C²⁺ → C⁴⁺ + 2e 2e vermiş / 3 2MnO₄^- + 3CN^- → 2MnO₂ + 3CNO^-

Bazik ortamda yük denkliği OH^- iyonlarıyla sağlanır.

Girenler tarafı (-5) ve ürünler tarafı (-3) yüklüdür. Yük denkliğini sağlamak için ürünler tarafına 2 tane OH^- ya- zılmalıdır.

2MnO₄^- + 3CN^- → 2MnO₂ + 3CNO^- + 2OH^- H sayılarını eşitlemek için girenler tarafına 1 tane H₂O eklenir.

2MnO₄^- + 3CN^- + H₂O → 2MnO₂ + 3CNO^- + 2OH^- Örnek

Örnek

MnO₄^- + Br^- → MnO₂ + BrO₃^-

Cr(OH)₃ + IO₃^- → I^- + CrO₄^2-

I₂ + S₂O₃^2- → SO₄^2- + I^-

MnO₄^- + CN^- → MnO₂ + CNO^-

CuS + NO₃^- → Cu²⁺ + SO₄²⁺ + NO

Örnek