sohbet odaları

YÜkseltgenme-İndİrgenme reaksİyonlari

S

She`

Guest
Elektron alış-verişinin olduğu tepkimelere yükseltgenme-indirgenme
yada redoks tepkimeleri denir.


Yükseltgenme Bir maddenin elektron vermesi olayıdır.

Zn0 --> Zn+2 + 2e- burada Zn0 dan Zn+2 ye 2 e- vererek yükseltgenmiştir.

İndirgenme Bir maddenin elektron alması olayıdır.

Cu+2 + 2e- --> Cu0 Cu0 bu olayda Cu+2' den 2e- alarak Cu0 a indirgenmiştir.

*Bu iki tepkimenin tek başına olması imkansızdır. Redoks tepkimelerinde
mutlaka en az bir indirgenen ve birde yükseltgenen madde olmalıdır.

5Fe+2 + MnO4-1 + 8H+ --> 5Fe+3 + Mn+2 + 4H2O
yükseltgenme indirgenme yükseltgenme indirgenme


Yukarıdaki tepkime incelendiği zaman Fe+2 iyonu Fe+3 iyonuna
yükseltgenirken Mn+5 iyonu da 3 elektron alarak Mn+2 iyonuna
indirgenmiştir. Burada Fe+2 iyonu indirgendir; Çünkü Mn+5 iyonunu
Mn+2 iyonuna indirgemiştir. MnO4- iyonu ise yükseltgendir;
Çünkü Fe+2 iyonunu Fe+3 iyonuna yükseltgemiştir.

*Yukarıdaki ifadeye göre yükseltgenen madde inidirgen

indirgenen madde yükseltgen özellik gösterir diyebiliriz.

* Elektron veren madde yükseltgenir.(indirgendir)
* Elektron alan madde indirgenir.(yükseltgendir)
* En iyi elektron veren ¤¤¤¤ller en aktiftir.

Pil Redoks tepkimelerinin elektrik enerjisi üretebilecek
şekilde düzenlenmesiyle yapılmış sistemlere elektrokimyasal pil denir.
Elektronun akış yönü

Zn Cu

Anot Katot
(elektrot) (elektrot)
1 M Zn+2 1 M Cu+2
Tuz köprüsü
Elektrot Yükseltgenme ve inidirgenme olaylarının olduğu kısımlardır.
Elektrolit Elektrik akımını ileten iyonik çözeltilerdir.
Yukarıdaki pilde Zn+2 ve Cu+2 çözeltileri birer elektrolittirler.

Yukarıdaki pilin çalışabilmesi için anottan katota sürekli bir elektron akışının
sağlanması gerekir. Burada Zn(k) çubuğun çözünerek Zn --> Zn+2 + 2e- Zn
elektron verecek ve zamanla Zn çubuğun kütlesi azalacak
2. Kaptaki Cu+2 iyonları

da bu elektronları alarak Cu+2 + 2 e- --> Cu tepkimesine göre
Cu çubuğun üzerinde toplanacak ve katotun kütlesi zamanla artacaktır.

Zn0 --> Zn+2 + 2e- Anot yarı tepkimesi (yükseltgenme) E0= 0
76 volt


Cu+2 + 2e- --> Cu0 Katot yarı tepkimesi (indirgenme)E0= 0
34volt ----------------------------------------------------

Zn + Cu+2 ---> Cu + Zn+2 (pil tepkimesi) Epil =1
10volt


Tuz köprüsü Zn nun bulunduğu kapta zamanla pozitif yük fazlalığı ve
Cu ın bulunduğu kapta da negatif yük fazlalığı olacaktır.
Bu yükleri iyon akışıyla dengeleyebilmek için kurulan içi
genellikle iyonik tuzların çözeltisiyle dolu olan bir sistemdir.

Pil gerilimi Elektron alıp verme eğiliminin ölçüsüne pil gerilimi denir.

Epil = Eanot + Ekatot

İki yarı pil tepkimesinin yükseltgenme potansiyelleri verildiği
zaman potansiyeli büyük olan her zaman anot
küçük olan ise

katot olacak şekilde tepkimeler düzenlenerek (küçük olan
ters çevrilerek) pil tepkimesi ve potansiyeli hesaplanabilir.

* Bir tepkime ters çevrildiğinde E0 işaret değiştirir.
* Bir tepkime bir sayıyla çarpıldığında E0 bu sayıyla çarpılmaz

çünkü E0 pilin büyüklüğüne değil ortamdaki maddelerin derişimine bağlıdır.

Örnek Zn --> Zn+2 + 2e- E0 = 0
76 volt


Ag --> Ag+ + e- E0 = -0
80 volt


pil tepkimesi ve pilin potansiyeli ne olur ?


Çözüm Yükseltgenme gerilimlerine bakıldığı zaman Zn>Ag olduğu görülür.
O zaman Zn anot (yükseltgenecek)
Ag ise katot(indirgenecek).

Zn tepkimesi aynen alınırsa yükseltgenme olur
Ag tepkimesi ters

çevrilirse indirgenme olur. Redoks tepkimelerinde alınan
elektron sayısı verilen elektron sayısına eşit olmalıdır.
Bu yüzden Ag nin olduğu tepkime 2 ile çarpılmalı fakat
E0 bu sayıyla çarpılmamalıdır.

Zn --> Zn+2 + 2e- E0 = 0
76 volt


2Ag+ + 2e- --> Ag E0= 0
80 volt


Zn + 2Ag+ --> Zn+2 + 2Ag Epil = 1
56 volt


*Yükseltgenme gerilimi büyük olan yükseltgenir
indirgenme gerlimi büyük olan indirgenir.

* Epil >0 ise pil kendiliğinden çalışır
küçükse çalışmaz.

* Elektron daima anottan katota doğru akar.
* Kütlesi azalan anottur.
* + yüklü iyonlar tuz köprüsü vasıtasıyla her zaman anottan katota doğru akar.


Derişim Pilleri Anot ve katotun aynı maddelerden yapılmış
olduğu pillerdir. Derişimi büyük olan kap anot küçük olan
ise katottur. Bu piller her iki kaptaki çözeltilerin derişimleri
eşit oluncaya kadar çalışırlar
derişimler eşit olunca pil gerilimi sıfır olur.


e- akışı
Cr Cr

Anot Katot

2 M Cr+3 1 M Cr+3

Derişim pili

Elektroliz Kendiliğinden yürümeyen redoks tepkimelerinin
dışarıdan enerji verilmesiyle gerçekleştirilmesine elektroliz denir.
Elektroliz maddelerin saflaştırılmasında ve bileşiklerin
elementlerine ayrıştırılmasında kullanılan kimyasal bir yöntemdir.

e- akış yönü + dan -

üreteç
+ -

Anot Cl- Na+ Katot


2Cl- --> Cl2 + 2e- Na+ + e- --> Na

Şekilden de görüldüğü gibi anyonlar anoda
katyonlar

katoda giderek açığa çıkmaktadır. Eğer ortamda su
varsa suyunda elektroliz olacağı unutulmamalıdır.
Suyun elektrolizinde anot ve katot reaksiyonları aşağıdaki gibidir.

Anot reaksiyonu : 2H2O --> 4H+ + O2(g) + 4e-

Katot reaksiyonu : 2H2O + 2e- --> H2(g) + 2OH-

Bir tepkimede 1 Faradaylık akım 1 eşdeğer ağırlıkta madde açığa çıkarır.
1 Faraday 1 mol elektron= = 96500 coulomb dur.

Eşdeğer Ağırlık = Atom ağırlığı/ etki değeri


Örnek 1 Faradaylık akımla NaCl çözeltisi elektroliz edilse açığa
çıkan Na miktarı = 23/1 = 23 gram .(Na=23)

Örnek 0
5 Faradaylık akımla CuCl2 çözeltisi elektroliz edilse

( Cu=64) 1 Faraday = 64/ 2=32 gram.

1 Faraday 32 gram açığa çıkardığına göre 0
5 Faraday 16 gram Cu açığa çıkarır.


* Aktif olan element daima kendinden daha az aktif olan elementi serbest hale geçirebilir.
M= Q= I.t 96500.n

ASİDİK VE BAZİK ORTAMLARDA REDOKS
TEPKİMELERİNİN DENKLEŞTİRİLMESİ
Redoks reaksiyonları elektron alış verişi olan reaksiyonlardır.
Bunlara yükseltgenme - indirgenme reaksiyonları da denir.
Böyle reaksiyonlarda
genellikle elektronun verildiği ve alındığı

elementi bulmak için söz konusu reaksiyona giren her elementin
yükseltgenme basamağının bilinmesi gerekir.

1- Oksijen bir kaç istisnayla ( OF2
H2O2
KO2 de -1) bütün

bileşiklerinde -2 değerlik alır.
2- Hidrojen bir kaç istisnayla ( CaH2
UH3 de -1 ) bütün

bileşiklerinde +1 yükseltgenme basamağındadır.
3- Flor bütün bileşiklerinde -1 yükseltgenme basamağındadır.
4- Cl
Br
I
oksijenli ve kendi aralarında verdikleri bileşikler hariç
bütün bileşiklerinde -1 yükseltgenme basamağındadır.

5- Alkali ¤¤¤¤ller (1A) +1
Toprak alkali (2A) ¤¤¤¤ller +2 yükseltgenme basamağında bulunurlar.

6- Elementlerin yükseltgenme basamakları sıfırdır.
7- İyonların yükü yükseltgenme basamaklarının toplamına eşittir.
8- Moleküllerde yükseltgenme basamakları toplamı sıfırdır.

Asidik Ortamda İyonik Redoks Tepkimelerinin Denkleştirilmesi :

1- İskelet reaksiyon üzerinde elementlerin yükseltgenme basamakları tayin edilir.
2- Alınan ve verilen elektron sayıları belirlenir.
3- Redoks reaksiyonlarında alınan elektron verilen elektrona eşit olduğundan elektron sayıları uygun sayılarla çarpılarak eşitlenir.
4- Yukarıda bulunan sayılar ilgili bileşik yada elementlere katsayı olarak yazılır.
5- Redoks reaksiyonlarında atom sayılarının denkliğinden başka yük
denkliğinin de korunması gerekir. Bunun için de uygun tarafa
H+ iyonu oksijenin eksik olduğu tarafa da H2O eklenmelidir.

ÖRNEKLER
3x2 elektron
+6 +3 +5
1. Cr2O7-2 + NO2-1 --> NO3-1 + Cr+3 (asidik ortam)

Cr2O7-2 + 3NO2-1 --> 3 NO3-1 + 2Cr+3

Yük denkliği -2 + (-1.3) = -5 -3 + (2.3)= +3
Yük denkliğinin sağlanabilmesi içn sol tarafa 8 mol H+ iyonun
eklenmesi gerekir ki sol tarafta +3 olsun. Sağ tarafa da oksijen
denkliği için 4 mol H2O eklenmelidir.
8 H+ + Cr2O7-2 + 3NO2-1 --> 3NO3-1 + 2 Cr+3 + 4H2O

+7 -1 +2 0
2. MnO4-1 + H2O2 --> Mn+2 + O2 (bazik ortam)
İndirgenme yükseltgenme İndirgenme yükseltgenme ==>5 indirgenme; 2x1 yükseltgenme
2MnO4-1 + 5H2O2 --> 2 Mn+2 + 5O2 Yük denkliği ==>-2= 2x2 (denkliğin sağlanabilmesi için sağ tarafa 6OH- sol tarafa ve hidrojen oksijen denkliği için 2H2O eklenmelidir)
2MnO4-1 + 5H2O2 --> 2 Mn+2 + 5O2 + 6OH- + 2H2O
 

Şuanda Bu Konuyu Görüntüleyenler (Kayıtlı: 0, Misafir: 4)

Üst