REDOKS REAKSİYONLARIN İSTEMLİLİĞİ

12. Sınıflar ve lys kimya konusu. Redoks reaksiyonlarının istemliliği. İstemli redoks reaksiyonları ve istemsiz redoks reaksiyonları. Konu anlatımı ve örnekler.

İstemli Redoks Tepkimeleri

Bu tepkimeler kendiliğinden gerçekleşebilen  tepkimelerdir. Bu tepkimeler sonucu enerji açığa çıkar. Bir redoks reaksiyonunun istemli olup olmadığını anlamak için hücre potansiyeline bakmak yeterlidir. Standart hücre potansiyeli pozitif olan redoks tepkimeleri istemli tepkimelerdir.

E⁰ = E_katot – E_anot

E⁰ > 0 ise tepkime istemlidir.

İstemsiz Redoks Tepkimeleri

İstemsiz redoks tepkimeleri kendiliğinden gerçekleşmeyen, gerçekleşmesi için dış bir enerji kaynağına ihtiyaç duyan tepkimelerdir. Standart hücre potansiyeli negatif olan tepkimeler istemsizdir.

E⁰ = E_katot – E_anot

E⁰ < 0 ise tepkime istemsizdir.

Galvanik pillerde gerçekleşen tepkimeler istemli redoks tepkimeleridir.

Eğer indirgenme değil de yükseltgenme yarı potansiyeli verilirse, yükseltgenme yarı gerilimi büyük olan element yükseltgenir, yükseltgenme yarı tepkimesi küçük olan element indirgenir.

Örnek:

Aşağıda Ca⁺²  ve Zn⁺² elementleri için standart indirgenme potansiyelleri verilmiştir.

Ca⁺² + 2e^- → Ca          E_Ca = - 2, 866

Zn⁺² + 2e^- → Zn    E_Zn = - 0,763 

Buna göre;

Ca⁺²+ Zn → Ca + Zn⁺²

Redos tepkimesinin istemli olup olmadığını açıklayınız.

Çözüm:

Tepkime denklemine bakılarak indirgenen ve yükseltgenen elementler tespit edilir. Buna göre yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimeleri yazılarak hücre gerilimi hesaplanır. Hücre gerilimi pozitif ise tepkime istemlidir.

İndirgenme ve yükseltgenme yarı tepkimelerini yazalım. Ca⁺² iyonu indirgenmiş, Zn atomu ise yükseltgenmiştir.

İndirgenme yarı tepkimesi

Ca⁺² + 2e^- → Ca 

Yükseltgenme yarı tepkimesi

Zn →Zn⁺² + 2e^-

Her bir element için standart indirgenme potansiyelleri

Ca⁺² + 2e^- → Ca      E_Ca = - 2, 866

Zn⁺² + 2e^- → Zn      E_Zn = - 0,763 

İstemli bir tepkimede indirgenme potansiyeli daha yüksek olan element indirgenecektir. Ancak burada indirgenme standart potansiyeli daha yüksek olan elementin yükseltgendiğini görüyoruz.

İstemli bir tepkimede 

 Zn⁺² + 2e^- → Zn     yarı tepkimesi katotta, 

Ca⁺² + 2e^- → Ca  yarı tepkimesi anotta gerçekleşmeliydi. Ancak bunun tersi olmuştur. Bu da tepkime için enerji harcandığını gösterir.

Bu yarı tepkimeler için standart hücre potansiyelini yazalım.

İndirgeme tepkimesi katotta, yükseltgenme tepkimesi anotta gerçekleşir.

E⁰  = E_katot – E_anot

E₀ = – 2,866 – ( - 0,763)

E₀ = – 2,103 

Tepkime istemsizdir.

Örnek:

Aşağıda Mg⁺² ve Cu⁺² iyonları için standart indirgenme potansiyelleri verilmiştir.

Mg⁺² +2e^- → Mg     E_Mg = - 2,372 V

Cu⁺² + 2e^- → Cu     E_Cu = 0,337 V

Buna göre;

Mg + Cu⁺² → Mg⁺² + Cu

Tepkimesinin istemli olup olmadığını açıklayınız.

Çözüm:

Tepkime denklemine bakılarak indirgenen ve yükseltgenen elementler tespit edilir. Buna göre yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimeleri yazılarak hücre gerilimi hesaplanır. Hücre gerilimi pozitif ise tepkime istemlidir.

İndirgenme ve yükseltgenme yarı tepkimelerini yazalım.

İndirgenme yarı tepkimesi;

Cu⁺² + 2e^- → Cu

Yükseltgenme yarı tepkimesi

Mg → Mg⁺² + 2e^-

Mg⁺² +2e^- → Mg     E_Mg = - 2,372 V

Cu⁺² + 2e^-  → Cu    E_Cu = 0,337 V

İndirgenme potansiyellerine göre indirgenme potansiyeli daha yüksek olan element indirgenecektir. İndirgenme potansiyeli küçük olan element yükseltgenecektir.

İndirgeme reaksiyonu katotta, yükseltgenme reaksiyonu anotta gerçekleşir.

Yukarıda yer alan indirgeme ve yükseltgenme yarı reaksiyonlarına bakacak olursak indirgenme potansiyeli yüksek olan element indirgenmiş, indirgenme potansiyeli düşük olan element yükseltgenmiştir. Buna göre tepkime istemlidir. Standart hücre gerilimini hesaplayalım.

E⁰= E_katot – E_anot 

E⁰ = 0,337 – ( - 2,372)

E⁰ = 2,709 V

E⁰  > 0 olduğundan tepkime istemlidir.

Redoks Tepkimelerinin Denkleştirilmesi

SANATSAL BİLGİ

28/08/2017