İçeriğe geç
hızlıkavra
Dersler

21Konu 21 / 34
Kimya ve Elektrik

Redoks Tepkimeleri

Elektron alışverişi olarak yükseltgenme ve indirgenmeden yükseltgen ve indirgene; yaygın yükseltgen ve indirgenlerden yükseltgenme basamaklarıyla denkleştirmeye; elektronun telden geçmesine ve istemli–istemsiz redoks ile elektrik enerjisi ilişkisine.

  • 12. sınıf
  • AYT sıklığı
  • 40 dk
Görsel anlatımla başla16 adım · sıfırdan başlar · az yazı, bol 3B

LevhaRedoks TepkimeleriRedoks Tepkimeleri

Mavi CuSO4\text{CuSO}_4 çözeltisine bir çinko levha daldır. Birkaç dakikada levha kırmızımsı bakırla kaplanır, mavi renk açılır, çözelti ısınır. Çinko nereye gitti, bakır nereden geldi?

Levhada çözeltiye dalmış çinko levha var: yüzeyinde bakır birikiyor, çözeltinin mavisi soluyor.

Isınma

Başlamadan: iyon ve basamak

Puansız. Takıldığın yer olursa ön koşul konuya göz at.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Mg\text{Mg} atomu Mg2+\text{Mg}^{2+} iyonuna dönüşürken ne olur?

Açıklama

Mg⟶Mg2++2e−\text{Mg} \longrightarrow \text{Mg}^{2+} + 2e^-: 12 proton kalır, elektron 12’den 10’a iner.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

KMnO4\text{KMnO}_4’te manganın yükseltgenme basamağı kaçtır?

Açıklama

+1+x+4(−2)=0+1 + x + 4(-2) = 0, x=+7x = +7.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Hangi türde oksijenin yükseltgenme basamağı −2-2 değildir?

Açıklama

H2O2\text{H}_2\text{O}_2 peroksittir: 2(+1)+2x=02(+1) + 2x = 0, x=−1x = -1. Kuralların tamamı: Periyodik Özellikler ve Yükseltgenme Basamakları.

Temel

Yükseltgenme, İndirgenme ve Roller

1. Yükseltgenme Elektron Vermek, İndirgenme Elektron Almaktır

Levhanın yüzeyine yaklaştık. Bir Zn atomu iki elektronunu bırakıp Zn2+\text{Zn}^{2+} olarak çözeltiye geçiyor; ışıklı iki elektron metalin yüzeyi boyunca gelen bir Cu2+\text{Cu}^{2+} iyonuna gidiyor, iyon Cu atomu olup levhaya yapışıyor. Taneciklerin üstündeki kutulu sayılar yükseltgenme basamağıdır; her elektronla bir değişir.

Her verilen elektron basamağı bir artırır, her alınan elektron bir azaltır. Basamak, elektronun sayacıdır.

Basamak çıkıyorsa yükseltgenme, iniyorsa indirgenme: Cu 0→+20 \to +2, S +6→+4+6 \to +4.

Eski tanımda yükseltgenme oksijenle birleşmek, indirgenme oksijen kaybetmekti. Elektron tanımı bunu da kapsar.

Örnek

kolay

Magnezyumun yanması

2Mg+O2⟶2MgO2\text{Mg} + \text{O}_2 \longrightarrow 2\text{MgO} tepkimesinde hangi element yükseltgenir, hangisi indirgenir? Denkleme göre kaç mol elektron aktarılır?

Basamakları yaz: element hâlindeki Mg ve O2\text{O}_2’de 00; MgO\text{MgO}’da Mg +2+2, O −2-2.

Mg 0→+20 \to +2: her atom 2e−2e^- verir, yükseltgenir. O 0→−20 \to -2: her atom 2e−2e^- alır, indirgenir.

22 Mg atomu 2⋅2=42 \cdot 2 = 4 elektron verir; O2\text{O}_2’deki 22 O atomu 2⋅2=42 \cdot 2 = 4 elektron alır. Verilen, alınana eşit.

Sonuç

Mg yükseltgenir, O indirgenir; denklem başına 44 mol elektron aktarılır.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Fe2+⟶Fe3++e−\text{Fe}^{2+} \longrightarrow \text{Fe}^{3+} + e^- değişimi için hangisi doğrudur?

Açıklama

Elektron veren Fe2+\text{Fe}^{2+} yükseltgenir; basamak +2→+3+2 \to +3.

2. İndirgen Elektron Verir, Yükseltgen Elektron Alır

Aynı iki tanecik etiketlendi: elektron veren Zn indirgen, elektron alan Cu2+\text{Cu}^{2+} yükseltgen. Zn’den çıkan iki elektronun ikisi de Cu2+\text{Cu}^{2+}’ya gidiyor; ortada elektron kalmıyor.

Üstteki ok yükseltgenmeyi, alttaki indirgenmeyi gösterir; ikisi aynı iki elektronu taşır.

Örnek

kolay

Hidrojenle bakır eldesi

Isıtılan bakır(II) oksidin üzerinden hidrojen gazı geçiriliyor: CuO+H2⟶Cu+H2O\text{CuO} + \text{H}_2 \longrightarrow \text{Cu} + \text{H}_2\text{O}. Yükseltgen ve indirgen hangisidir?

Cu: CuO\text{CuO}’da +2+2, bakır metalinde 00. Bakır elektron almış, indirgenmiş; onu içeren CuO\text{CuO} yükseltgendir.

H: H2\text{H}_2’de 00, H2O\text{H}_2\text{O}’da +1+1. Hidrojen elektron vermiş, yükseltgenmiş; H2\text{H}_2 indirgendir.

O iki tarafta da −2-2; basamağı değişmez.

Sonuç

Yükseltgen CuO\text{CuO}, indirgen H2\text{H}_2’dir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

2Al+3Cl2⟶2AlCl32\text{Al} + 3\text{Cl}_2 \longrightarrow 2\text{AlCl}_3 tepkimesinde yükseltgen hangisidir?

Açıklama

Cl 0→−10 \to -1: elektron alır, indirgenir; Cl2\text{Cl}_2 yükseltgendir.

3. Basamağı Değişen Atom Yoksa Redoks Yoktur

Örnek

kolay

Hangileri redoks?

  • I. Zn+2HCl⟶ZnCl2+H2\text{Zn} + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2
  • II. NaOH+HCl⟶NaCl+H2O\text{NaOH} + \text{HCl} \longrightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}
  • III. 2KClO3⟶2KCl+3O22\text{KClO}_3 \longrightarrow 2\text{KCl} + 3\text{O}_2
  • IV. AgNO3+NaCl⟶AgCl+NaNO3\text{AgNO}_3 + \text{NaCl} \longrightarrow \text{AgCl} + \text{NaNO}_3

Bu tepkimelerden hangileri redokstur?

I: Zn 0→+20 \to +2, H +1→0+1 \to 0. Redoks.

II: Na +1+1, O −2-2, H +1+1, Cl −1-1 iki tarafta aynı. Nötrleşmedir, redoks değil.

III: KClO3\text{KClO}_3’te +1+x+3(−2)=0+1 + x + 3(-2) = 0, Cl +5+5; KCl’de −1-1. O −2→0-2 \to 0. Aynı bileşikte biri indirgenir, öteki yükseltgenir. Redoks.

IV: Ag +1+1, Cl −1-1, N +5+5, Na +1+1 değişmez. Çökelmedir, redoks değil.

Sonuç

I ve III redokstur.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdakilerden hangisi redoks tepkimesi değildir?

Açıklama

Ca +2+2, C +4+4, O −2-2 iki tarafta da aynı; elektron alışverişi yok.

Orta

Yaygın Yükseltgenler, İndirgenler ve Denkleştirme

4. Yedi Yaygın Tür: Beşi Yükseltgen, İkisi İndirgen

Rafta yedi kap var (gazlar tüpte): solda yükseltgenler O2\text{O}_2, KMnO4\text{KMnO}_4, H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4, HNO3\text{HNO}_3, H2O2\text{H}_2\text{O}_2; sağda indirgenler H2\text{H}_2 ve SO2\text{SO}_2. Sırası gelen kap öne çıkıyor; arkadaki basamak cetvelinde etkin atomun boncuğu, tepkimede vardığı basamağa iniyor ya da çıkıyor.

TürRolDeğişen atomÜrün
O2\text{O}_2yükseltgenO: 0→−20 \to -2H2O\text{H}_2\text{O}, oksitler
KMnO4\text{KMnO}_4 (asidik)yükseltgenMn: +7→+2+7 \to +2Mn2+\text{Mn}^{2+}
H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4 (derişik)yükseltgenS: +6→+4+6 \to +4SO2\text{SO}_2
HNO3\text{HNO}_3yükseltgenN: +5→+4+5 \to +4 ya da +2+2NO2\text{NO}_2 (derişik), NO\text{NO} (seyreltik)
H2O2\text{H}_2\text{O}_2yükseltgenO: −1→−2-1 \to -2H2O\text{H}_2\text{O}
H2\text{H}_2indirgenH: 0→+10 \to +1H2O\text{H}_2\text{O}
SO2\text{SO}_2indirgenS: +4→+6+4 \to +6SO42−\text{SO}_4^{2-}, H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4
Altı çizili atomun basamağı yükseltgenlerde iner, indirgenlerde çıkar.

Örnek

orta

Hidrojen peroksidin iki yüzü

I. H2O2+2KI+H2SO4⟶I2+K2SO4+2H2OII. 2KMnO4+5H2O2+3H2SO4⟶K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O\begin{aligned} &\text{I. } \text{H}_2\text{O}_2 + 2\text{KI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{I}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}\\ &\text{II. } 2\text{KMnO}_4 + 5\text{H}_2\text{O}_2 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow\\ &\qquad \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{MnSO}_4 + 5\text{O}_2 + 8\text{H}_2\text{O} \end{aligned}

Her tepkimede H2O2\text{H}_2\text{O}_2 yükseltgen mi, indirgen mi?

H2O2\text{H}_2\text{O}_2’de O −1-1’dir. Önce bu oksijenin nereye gittiğine bak.

I: O, H2O\text{H}_2\text{O}’da −2-2’ye iner, indirgenir. I ise −1-1’den 00’a (I2\text{I}_2) çıkar. H2O2\text{H}_2\text{O}_2 yükseltgen, KI indirgendir.

II: O, O2\text{O}_2’de 00’a çıkar, yükseltgenir. Mn +7+7’den +2+2’ye iner. H2O2\text{H}_2\text{O}_2 indirgen, KMnO4\text{KMnO}_4 yükseltgendir.

Sonuç

I’de yükseltgen, II’de indirgen. Karşısında KMnO4\text{KMnO}_4 gibi daha güçlü bir yükseltgen varsa H2O2\text{H}_2\text{O}_2 elektron verir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aşağıdakilerden hangisi tepkimelerde yalnızca yükseltgen olarak davranabilir?

Açıklama

HNO3\text{HNO}_3’te N +5+5’tir, 5A grubunun en yüksek basamağı. Azot daha fazla elektron veremez, yalnız alabilir.

5. Verilen Elektron Alınan Elektrona Eşitlenir

Terazinin sol kefesinde Cu atomlarının verdiği, sağ kefesinde N atomlarının aldığı elektronlar var. Her Cu iki, her N üç elektron getiriyor; üç Cu ve iki N konunca kefeler altışar elektronla dengeye geliyor.

Cu iki, N üç elektron taşır: 3⋅2=2⋅3=63 \cdot 2 = 2 \cdot 3 = 6.

Örnek

orta

Bakırın seyreltik nitrik asitte çözünmesi

Cu+HNO3⟶Cu(NO3)2+NO+H2O\text{Cu} + \text{HNO}_3 \longrightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} tepkimesini en küçük tam sayılarla denkleştir. Kaç HNO3\text{HNO}_3 indirgenir?

Cu 0→+20 \to +2: 2e−2e^- verir. N, HNO3\text{HNO}_3’te +5+5, NO’da +2+2: 3e−3e^- alır. Cu(NO3)2\text{Cu(NO}_3)_2’deki N +5+5 kalır.

EKOK(2,3)=6(2, 3) = 6: 33 Cu ve 22 NO.

Ürünlerde N: 3⋅2+2=83 \cdot 2 + 2 = 8, yani 8 HNO38\,\text{HNO}_3. H: 88, yani 4 H2O4\,\text{H}_2\text{O}.

O kontrolü: solda 8⋅3=248 \cdot 3 = 24, sağda 18+2+4=2418 + 2 + 4 = 24.

Sonuç

3Cu+8HNO3⟶3Cu(NO3)2+2NO+4H2O3\text{Cu} + 8\text{HNO}_3 \longrightarrow 3\text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O}

88 HNO3\text{HNO}_3’ün yalnız 22’si indirgenir.

Örnek

orta

Laboratuvarda klor gazı

Laboratuvarda az miktarda klor gazı, KMnO4\text{KMnO}_4 kristallerine derişik HCl damlatılarak elde edilir:

KMnO4+HCl⟶KCl+MnCl2+Cl2+H2O\text{KMnO}_4 + \text{HCl} \longrightarrow \text{KCl} + \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O}

Tepkimeyi denkleştir. 11 mol Cl2\text{Cl}_2 için kaç mol KMnO4\text{KMnO}_4 gerekir?

Mn +7→+2+7 \to +2: 5e−5e^- alır. Cl −1→0-1 \to 0: bir Cl2\text{Cl}_2 oluşurken 2e−2e^- verilir.

EKOK(5,2)=10(5, 2) = 10: 2 KMnO42\,\text{KMnO}_4 ve 5 Cl25\,\text{Cl}_2.

K ve Mn: 2 KCl2\,\text{KCl}, 2 MnCl22\,\text{MnCl}_2. Ürünlerde Cl: 2+4+10=162 + 4 + 10 = 16, yani 16 HCl16\,\text{HCl}. H: 1616, yani 8 H2O8\,\text{H}_2\text{O}. O: 8=88 = 8.

Sonuç

2KMnO4+16HCl⟶2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O2\text{KMnO}_4 + 16\text{HCl} \longrightarrow 2\text{KCl} + 2\text{MnCl}_2 + 5\text{Cl}_2 + 8\text{H}_2\text{O}

11 mol Cl2\text{Cl}_2 için 25=0,4\dfrac{2}{5} = 0{,}4 mol KMnO4\text{KMnO}_4 gerekir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

C+H2SO4⟶CO2+SO2+H2O\text{C} + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{CO}_2 + \text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} en küçük tam sayılarla denkleştirilince H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4’ün katsayısı kaç olur?

Açıklama

C 0→+40 \to +4: 4e−4e^-; S +6→+4+6 \to +4: 2e−2e^-. Bir C için iki S: C+2H2SO4⟶CO2+2SO2+2H2O\text{C} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{CO}_2 + 2\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}.

İleri

Zor Denkleştirme, Redoks ve Elektrik

6. Aynı Element İki Rolde

Bir elementin atomlarından bazıları basamak değiştirir, bazıları değiştirmez; hatta aynı elementin bir kısmı yükseltgenip bir kısmı indirgenebilir. Her atom grubunu ayrı say.

Örnek

zor

Çinko ve çok seyreltik nitrik asit

Çok seyreltik nitrik asitte çinko gaz çıkarmadan çözünür; azot amonyum iyonuna kadar indirgenir:

Zn+HNO3⟶Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O\text{Zn} + \text{HNO}_3 \longrightarrow \text{Zn(NO}_3)_2 + \text{NH}_4\text{NO}_3 + \text{H}_2\text{O}

Tepkimeyi en küçük tam sayılarla denkleştir.

Zn 0→+20 \to +2: 2e−2e^- verir. NH4+\text{NH}_4^+’te x+4(+1)=+1x + 4(+1) = +1, N −3-3: azot +5→−3+5 \to -3, 8e−8e^- alır. Nitratlardaki N +5+5 kalır.

EKOK(2,8)=8(2, 8) = 8: 44 Zn ve 11 NH4NO3\text{NH}_4\text{NO}_3.

N: 4⋅2+2=104 \cdot 2 + 2 = 10, yani 10 HNO310\,\text{HNO}_3 (NH4NO3\text{NH}_4\text{NO}_3’te iki N var).

H: solda 1010; sağda NH4+\text{NH}_4^+’te 44, kalan 66 H için 3 H2O3\,\text{H}_2\text{O}. O: 30=24+3+330 = 24 + 3 + 3.

Sonuç

4Zn+10HNO3⟶4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O4\text{Zn} + 10\text{HNO}_3 \longrightarrow 4\text{Zn(NO}_3)_2 + \text{NH}_4\text{NO}_3 + 3\text{H}_2\text{O}

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

2H2O2⟶2H2O+O22\text{H}_2\text{O}_2 \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 tepkimesi için hangisi doğrudur?

Açıklama

O2\text{O}_2’ye giden O −1→0-1 \to 0 (yükseltgenme), H2O\text{H}_2\text{O}’ya giden O −1→−2-1 \to -2 (indirgenme). H2O2\text{H}_2\text{O}_2 burada hem yükseltgen hem indirgendir.

7. Elektron Temas Olmadan da Telden Geçer

Çinko ve Cu2+\text{Cu}^{2+} artık ayrı kaplarda. Önce yalnız tel bağlı: ampul yanmıyor. Tuz köprüsü de takılınca devre kapanıyor; elektronlar telden çinkodan bakıra akıyor, ampul yanıyor.

Doğrudan temasta elektron, yüzeyde atomdan iyona geçer; enerji ısı olarak çıkar. İndirgen ve yükseltgen ayrı kaplara konup bağlanınca aynı elektronlar telden geçer; enerji elektrik olarak alınır.

Aynı redoks iki yoldan: doğrudan temasta enerji ısı, dış devrede elektrik olur.

Bu düzenek galvanik hücredir. Anot, katot ve tuz köprüsünün işleyişi: Elektrotlar ve Elektrokimyasal Hücreler.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Zn levha ZnSO4\text{ZnSO}_4 kabında, Cu levha CuSO4\text{CuSO}_4 kabında. Levhalar telle bağlı ama kaplar arasında hiçbir bağlantı yok. Ne olur?

Açıklama

Devreyi tamamlamak için kapları tuz köprüsüyle birleştirmek gerekir; ancak o zaman elektronlar telden sürekli akar.

8. İstemli Redoks Elektrik Verir, İstemsiz Redoks Elektrik İster

Basamaklı bir yokuş: üstte Zn+Cu2+\text{Zn} + \text{Cu}^{2+}, altta Zn2++Cu\text{Zn}^{2+} + \text{Cu}. Aşağı yuvarlanan top ampulü yakıyor: istemli yön elektrik verir. Topu yukarı çıkarmak için bir güç kaynağı bağlanıyor: ters yön elektrik ister.

İstemli yön pilde elektrik üretir; ters yön ancak dışarıdan verilen elektrikle, elektrolizle yürür.

Hangi yönün istemli olduğunu deney söyler: Zn levha Cu2+\text{Cu}^{2+} çözeltisinde bakırla kaplanır, Cu levha Zn2+\text{Zn}^{2+} çözeltisinde değişmez. Bunun hesabı: Elektrot Potansiyelleri ve Piller; istemsiz yönü akımla yürütmek: Elektroliz ve Korozyon.

Örnek

zor

Üç metal, üç kap

X, Y ve Z metalleriyle üç deney yapılıyor (hepsi 2+2+ yüklü iyon oluşturur):

  • X levha Y2+\text{Y}^{2+} çözeltisine daldırılınca X aşınıyor, üzerinde Y birikiyor.
  • Y levha Z2+\text{Z}^{2+} çözeltisine daldırılınca değişiklik olmuyor.
  • Z levha X2+\text{X}^{2+} çözeltisine daldırılınca değişiklik olmuyor.

En güçlü indirgen hangisidir? Z+Y2+\text{Z} + \text{Y}^{2+} tepkimesiyle pil yapılabilir mi? Y+X2+⟶Y2++X\text{Y} + \text{X}^{2+} \longrightarrow \text{Y}^{2+} + \text{X} nasıl yürütülür?

  1. deney: X elektron verdi, Y2+\text{Y}^{2+} aldı. X, Y’den güçlü indirgendir.
  1. deney: Y, Z2+\text{Z}^{2+}’ya elektron veremedi; ters yön Z+Y2+\text{Z} + \text{Y}^{2+} istemlidir. Z, Y’den güçlüdür.
  1. deney: Z, X2+\text{X}^{2+}’ya veremedi; X+Z2+\text{X} + \text{Z}^{2+} istemlidir. X, Z’den güçlüdür. Sıra: X>Z>Y\text{X} > \text{Z} > \text{Y}.

Z+Y2+\text{Z} + \text{Y}^{2+} istemlidir: pilde elektrik üretir. Y+X2+\text{Y} + \text{X}^{2+} ise 1. deneydeki tepkimenin tersidir: istemsizdir.

Sonuç

En güçlü indirgen X’tir. Z+Y2+\text{Z} + \text{Y}^{2+} ile pil yapılır. Y+X2+\text{Y} + \text{X}^{2+} ancak dışarıdan elektrik verilerek, elektrolizle yürür.

Örnek

zor

Raylarda termit kaynağı

Demiryolu raylarının uçları termit tepkimesiyle kaynatılır:

2Al+Fe2O3⟶Al2O3+2Fe2\text{Al} + \text{Fe}_2\text{O}_3 \longrightarrow \text{Al}_2\text{O}_3 + 2\text{Fe}

Tepkimede 5,45{,}4 g Al harcanıyor. İndirgen hangisidir? Kaç mol elektron aktarılır, kaç gram demir oluşur? Enerji neden elektrik değil de ısı olarak çıkar? (Al=27\text{Al} = 27, Fe=56 g/mol\text{Fe} = 56\ \text{g/mol})

Al 0→+30 \to +3: yükseltgenir, Al indirgendir. Fe +3→0+3 \to 0: Fe2O3\text{Fe}_2\text{O}_3 yükseltgendir.

nAl=5,427=0,2n_{\text{Al}} = \dfrac{5{,}4}{27} = 0{,}2 mol. Her Al 3e−3e^- verir: 0,2⋅3=0,60{,}2 \cdot 3 = 0{,}6 mol elektron.

Her demir iyonu 3e−3e^- alır: 0,63=0,2\dfrac{0{,}6}{3} = 0{,}2 mol Fe, 0,2⋅56=11,20{,}2 \cdot 56 = 11{,}2 g.

Al ile Fe2O3\text{Fe}_2\text{O}_3 toz hâlinde iç içedir; elektron doğrudan geçer. Dış devre yoktur, enerji ısı olur ve demiri eritir.

Sonuç

İndirgen Al; 0,60{,}6 mol elektron aktarılır, 11,211{,}2 g Fe oluşur. Doğrudan temas olduğu için enerji ısıdır.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

İstemsiz bir redoks tepkimesi için hangisi doğrudur?

Açıklama

İstemsiz redoks kendiliğinden yürümez; güç kaynağı elektronları ters yöne iter. Bu işlem elektrolizdir.

Özet

Bu konudan aklında kalacaklar

  • Yükseltgenme elektron vermek, basamağın artmasıdır; indirgenme elektron almak, basamağın azalmasıdır. İkisi birlikte yürür.
  • İndirgen elektron verir ve kendisi yükseltgenir; yükseltgen elektron alır ve kendisi indirgenir.
  • Redoks mu? En az bir atomun basamağı değişiyorsa evet; nötrleşme ve çökelme redoks değildir.
  • Yaygın yükseltgenler: O2\text{O}_2, KMnO4\text{KMnO}_4, H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4, HNO3\text{HNO}_3, H2O2\text{H}_2\text{O}_2. Yaygın indirgenler: H2\text{H}_2, SO2\text{SO}_2.
  • Uç basamak tek rol verir; ara basamaktaki atom (H2O2\text{H}_2\text{O}_2, SO2\text{SO}_2) iki rolü de oynayabilir.
  • Denkleştirme: verilen e−e^- = alınan e−e^-; asidin tuza giden kısmını en son say.
  • Dış devre: indirgen ve yükseltgen ayrı kaplarda tel ve tuz köprüsüyle bağlanınca elektron telden akar.
  • İstemli redoks pilde elektrik verir; istemsiz redoks ancak dışarıdan elektrikle, elektrolizle yürür.

Çıkmış Sorular

Sınavda nasıl soruldu?

1 çıkmış soru5 özgün soru

2020 AYTSoru 24

Orta

Yükseltgen, indirgen ve yükseltgenme basamağı

Bakır metali ile sulu sülfürik asit arasında şu redoks tepkimesi yürüyor:

Cu(k)+2H2SO4(suda)⟶CuSO4(suda)+SO2(g)+2H2O(s)\begin{aligned} &\text{Cu}(\text{k}) + 2\text{H}_2\text{SO}_4(\text{suda}) \longrightarrow\\ &\qquad \text{CuSO}_4(\text{suda}) + \text{SO}_2(\text{g}) + 2\text{H}_2\text{O}(\text{s}) \end{aligned}

Bu tepkimeyle ilgili,

  • I. Cu yükseltgenmiştir.
  • II. H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4 indirgen olarak davranmıştır.
  • III. SO2\text{SO}_2 bileşiğinde kükürdün yükseltgenme basamağı +6+6’dır.

yargılarından hangileri doğrudur? (1H{}_{1}\text{H}, 8O{}_{8}\text{O}, 16S{}_{16}\text{S}, 29Cu{}_{29}\text{Cu})

İpucu

Her atomun basamağını iki tarafta karşılaştır. Kendisi indirgenen tür hangi adı alır?

Çözüm

1. Bakır. Cu element hâlinde 00, CuSO4\text{CuSO}_4’te +2+2. Elektron vermiş, yükseltgenmiştir. I doğru.

2. Kükürt. H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4’te 2(+1)+x+4(−2)=02(+1) + x + 4(-2) = 0, x=+6x = +6. SO2\text{SO}_2’de x+2(−2)=0x + 2(-2) = 0, x=+4x = +4. III yanlış.

3. Rol. Kükürt +6+6’dan +4+4’e inmiş: H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4 indirgenmiştir, yani yükseltgendir. İndirgen Cu’dur. II yanlış.

Tuzak: "indirgenen tür indirgendir" sanmak. İndirgen, karşısındakini indirger ve kendisi yükseltgenir.

Not: iki H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4’ün yalnız biri SO2\text{SO}_2’ye indirgenir, öteki sülfat olarak CuSO4\text{CuSO}_4’e geçer. Bakırı çözen derişik ve sıcak asittir; seyreltik asitteki H+\text{H}^+ bakırı yükseltgeyemez.

Cevap: A

ÖSYM sorusundan uyarlanmıştır: veriler ve seçenekler aynıdır, anlatım bize aittir.

Özgün sorular

Özgün soru1

Kolay

Redoks tepkimesini tanıma

Aşağıdaki tepkimelerden hangisi bir redoks tepkimesi değildir?

Çözüm

B. Ba +2+2, Cl −1-1, Na +1+1, S +6+6, O −2-2 iki tarafta da aynı. Çökelme tepkimesidir, redoks değildir.

Ötekiler redokstur.

  • A: Na 0→+10 \to +1, Cl 0→−10 \to -1.
  • C: C −4→+4-4 \to +4, O 0→−20 \to -2.
  • D: Zn 0→+20 \to +2, Cu +2→0+2 \to 0.
  • E: O −1-1’den hem 00’a hem −2-2’ye geçer.

Tuzak: E’yi "tek madde ayrışıyor" diye redoks saymamak. Aynı elementin bir kısmı yükseltgenip bir kısmı indirgenebilir.

Cevap: B

Özgün soru2

Orta

Yaygın indirgen ve elektron dengesiyle denkleştirme

Kükürt dioksit gazı mor renkli potasyum permanganat çözeltisinden geçirildiğinde renk kayboluyor. Tepkimenin denkleştirilmemiş hâli şudur:

SO2+KMnO4+H2O⟶K2SO4+MnSO4+H2SO4\text{SO}_2 + \text{KMnO}_4 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{MnSO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4

Buna göre,

  • I. SO2\text{SO}_2 indirgendir.
  • II. Her Mn atomu 55 elektron alır.
  • III. Denkleştirilmiş tepkimede SO2\text{SO}_2 ile KMnO4\text{KMnO}_4’ün katsayıları oranı 25\dfrac{2}{5}’tir.

yargılarından hangileri doğrudur?

İpucu

S ve Mn’nin basamak değişimini bul. Bir türün katsayısı, öteki türün atom başına elektron sayısından gelir.

Çözüm

I. S, SO2\text{SO}_2’de +4+4, sülfatlarda +6+6: 2e−2e^- verir. SO2\text{SO}_2 indirgendir. Doğru.

II. Mn, KMnO4\text{KMnO}_4’te +7+7, MnSO4\text{MnSO}_4’te +2+2: 5e−5e^- alır. Doğru.

III. EKOK(2,5)=10(2, 5) = 10: 5 SO25\,\text{SO}_2 ve 2 KMnO42\,\text{KMnO}_4. Oran 52\dfrac{5}{2}’dir. Yanlış.

Tam denklem: 5SO2+2KMnO4+2H2O⟶K2SO4+2MnSO4+2H2SO45\text{SO}_2 + 2\text{KMnO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{MnSO}_4 + 2\text{H}_2\text{SO}_4.

Tuzak: her türün kendi elektron sayısını kendi katsayısı yapmak. Katsayılar çapraz gelir: 2e−2e^- veren türden 55, 5e−5e^- alan türden 22.

Cevap: C

Özgün soru3

Orta

Hem yükseltgen hem indirgen olabilen tür

Hidrojen peroksit (H2O2\text{H}_2\text{O}_2) bazı tepkimelerde yükseltgen, bazılarında indirgen olarak davranır.

Aşağıdaki tepkimelerin hangisinde H2O2\text{H}_2\text{O}_2 indirgendir?

İpucu

H2O2\text{H}_2\text{O}_2’deki oksijen −1-1’dir. Bu oksijen O2\text{O}_2’ye mi, H2O\text{H}_2\text{O}’ya mı gidiyor?

Çözüm

A. H2O2\text{H}_2\text{O}_2’deki O −1-1’den O2\text{O}_2’de 00’a çıkar; Ag +1+1’den 00’a iner. H2O2\text{H}_2\text{O}_2 elektron verir, indirgendir.

Ötekilerde H2O2\text{H}_2\text{O}_2’nin oksijeni H2O\text{H}_2\text{O}’da ya da sülfatta −2-2’ye iner; H2O2\text{H}_2\text{O}_2 yükseltgendir.

  • B: S −2→+6-2 \to +6.
  • C: S +4→+6+4 \to +6.
  • D: Fe +2→+3+2 \to +3.
  • E: I −1→0-1 \to 0.

Tuzak: H2O2\text{H}_2\text{O}_2’yi her zaman yükseltgen sanmak. Ürünlerde O2\text{O}_2 varsa oksijeni yükseltgenmiştir.

Cevap: A

Özgün soru4

Zor

Yükseltgenme basamaklarıyla redoks denkleştirme

Beyaz fosfor nitrik asitle şu tepkimeyi verir (denkleştirilmemiş):

P+HNO3+H2O⟶H3PO4+NO\text{P} + \text{HNO}_3 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H}_3\text{PO}_4 + \text{NO}

Buna göre,

  • I. P indirgendir.
  • II. 11 mol NO oluşurken 33 mol elektron aktarılır.
  • III. Tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde HNO3\text{HNO}_3’ün katsayısı 33 olur.

yargılarından hangileri doğrudur?

İpucu

H3PO4\text{H}_3\text{PO}_4’te fosforun basamağını hesapla. Fosforun verdiği ve azotun aldığı elektronu eşitle; suyu en son H ile bul.

Çözüm

1. Basamaklar. P element hâlinde 00; H3PO4\text{H}_3\text{PO}_4’te 3(+1)+x+4(−2)=03(+1) + x + 4(-2) = 0, x=+5x = +5. P 5e−5e^- verir, yükseltgenir: indirgendir. I doğru.

2. Azot. HNO3\text{HNO}_3’te +5+5, NO’da +2+2: her N 3e−3e^- alır. 11 mol NO için 33 mol elektron. II doğru.

3. Katsayılar. EKOK(5,3)=15(5, 3) = 15: 3 P3\,\text{P} ve 5 NO5\,\text{NO}, yani 5 HNO35\,\text{HNO}_3. H: sağda 99, solda 55; fark için 2 H2O2\,\text{H}_2\text{O}. O kontrolü: 15+2=12+515 + 2 = 12 + 5. III yanlış.

3P+5HNO3+2H2O⟶3H3PO4+5NO3\text{P} + 5\text{HNO}_3 + 2\text{H}_2\text{O} \longrightarrow 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO}

Tuzak: fosforun 55 elektronunu fosforun katsayısı, azotun 33 elektronunu HNO3\text{HNO}_3’ün katsayısı yapmak. Katsayılar çaprazdır.

Cevap: D

Özgün soru5

Orta

İstemli ve istemsiz redoks, elektrik enerjisi

X metalinden bir levha Y(NO3)2\text{Y}(\text{NO}_3)_2 çözeltisine daldırılıyor. X levha zamanla aşınıyor, üzerinde Y metali birikiyor.

Buna göre,

  • I. X+Y2+⟶X2++Y\text{X} + \text{Y}^{2+} \longrightarrow \text{X}^{2+} + \text{Y} tepkimesinde X indirgendir.
  • II. Bu tepkimenin indirgen ve yükseltgeni ayrı kaplara konup kaplar tel ve tuz köprüsüyle bağlanırsa elektrik enerjisi elde edilir.
  • III. Y levha X(NO3)2\text{X}(\text{NO}_3)_2 çözeltisine daldırılırsa Y kendiliğinden aşınır.

yargılarından hangileri doğrudur?

İpucu

Gözlenen tepkime istemlidir. İstemli tepkime dış devreden ne verir? Tersi için ne gerekir?

Çözüm

I. X aşınıyor: X⟶X2++2e−\text{X} \longrightarrow \text{X}^{2+} + 2e^-. Elektron veren X indirgendir. Doğru.

II. Tepkime kendiliğinden yürüdüğüne göre istemlidir. İndirgen ve yükseltgen ayrılıp tel ve tuz köprüsüyle bağlanınca elektronlar telden akar; pil elde edilir. Doğru.

III. Y+X2+\text{Y} + \text{X}^{2+} gözlenen tepkimenin tersidir, istemsizdir. Y kendiliğinden aşınmaz; ancak dışarıdan elektrik verilerek yürür. Yanlış.

Tuzak: tepkimenin her iki yönde de kendiliğinden yürüyebileceğini sanmak. Bir yönde istemli olanın tersi istemsizdir.

Cevap: B