Redoks Tepkimeleri

Çözeltinin mavisi $\text{Cu}^{2+}$ iyonlarından gelir. Çinko levha daldırılınca yüzeyinde koyu bakır birikir, mavi açılır, çözeltiye renksiz $\text{Zn}^{2+}$ iyonları geçer. Nottaki sayaç: her giden $\text{Cu}^{2+}$ için bir $\text{Zn}^{2+}$ gelir.

Levhayı atomlarına kadar büyüttük. Bir Zn atomu titreyip kafesten kopuyor, küçülerek $\text{Zn}^{2+}$ iyonu olup çözeltiye geçiyor. Çözeltiden gelen bir $\text{Cu}^{2+}$ iyonu ise yüzeye oturup Cu atomuna dönüşüyor.

Işıklı iki nokta elektron. Zn atomu onları metalde bırakıp gidiyor; elektronlar yüzey boyunca $\text{Cu}^{2+}$ iyonuna ulaşıyor. Elektron veren atom artı yüklü iyon olur, elektron alan iyon yüksüz atom olur.

Kutulu sayı yükseltgenme basamağıdır. Zn'den her elektron çıkınca bir artar: $0 \to +1 \to +2$. $\text{Cu}^{2+}$'ya her elektron varınca bir azalır: $+2 \to +1 \to 0$.

Elektron veren tanecik yükseltgenir, basamağı artar. Elektron alan tanecik indirgenir, basamağı azalır. İkisi hep birlikte olur; bu tepkimeye redoks denir.

Zn karşısındakini indirger: indirgendir, kendisi yükseltgenir. $\text{Cu}^{2+}$ karşısındakini yükseltger: yükseltgendir, kendisi indirgenir. Zn'nin verdiği iki elektronun ikisi de $\text{Cu}^{2+}$'ya gider.

Rafın solunda $\text{O}_2$, $\text{KMnO}_4$, derişik $\text{H}_2\text{SO}_4$, $\text{HNO}_3$ ve $\text{H}_2\text{O}_2$ var. Altı çizili atom tepkimede elektron alır; arkadaki cetvelde boncuğu aşağı iner. Örneğin Mn $+7$'den $+2$'ye iner.

Sağdaki $\text{H}_2$ ve $\text{SO}_2$ indirgendir: etkin atomları elektron verir, boncukları yukarı çıkar. H $0$'dan $+1$'e ($\text{H}_2\text{O}$), S $+4$'ten $+6$'ya ($\text{SO}_4^{2-}$) çıkar.

Bir tür seç. $\text{KMnO}_4$'teki Mn $+7$ ile en yüksek basamağındadır: yalnız elektron alabilir, yalnız yükseltgendir. En düşük basamaktaki atom yalnız indirgendir. $\text{SO}_2$'deki S ($+4$) ortadadır; iki rolü de üstlenebilir.

Bakır seyreltik nitrik asitte çözünür. Her Cu atomu $2$ elektron verir ($0 \to +2$), her N atomu $3$ elektron alır ($+5 \to +2$). Kefeler $3$ Cu ve $2$ N'de altışar elektronla dengelenir.

Verilen elektron alınan elektrona eşit olmalı. Kol, elektronu çok olan kefeye doğru eğilir. Dengeyi veren en küçük sayılar iki sayının EKOK'undan gelir.

Terazi $3$ Cu ve $2$ NO verdi. Sonra kalanlar sayılır: $3\,\text{Cu(NO}_3)_2$ için $6$ nitrat daha gerekir, toplam $8\,\text{HNO}_3$; $8$ H'den $4\,\text{H}_2\text{O}$ çıkar. $8$ asidin yalnız $2$'si indirgenir.

İndirgen (Zn) ve yükseltgen ($\text{Cu}^{2+}$) ayrı kaplarda; levhalar ampule telle bağlı. Yalnız tel varken ampul yanmaz: çözeltiler arasında iyonların yük taşıyacağı yol yok, devre açık.

Köprü takılınca devre kapanır. Elektronlar artık yüzeyde değil telden geçer: çinkodan bakıra akar, yolda ampulü yakar. Tepkime aynıdır; enerji ısı yerine elektrik olarak alınır.

$\text{Zn} + \text{Cu}^{2+}$ enerji yokuşunun üstünde: tepkime kendiliğinden aşağı iner, istemlidir; pilde elektrik verir. Ters yön yokuş yukarıdır, istemsizdir: ancak dışarıdan elektrik verilince, elektrolizle yürür.

Elektron veren yükseltgenir (indirgen), alan indirgenir (yükseltgen); basamak elektron sayacıdır. Verilen elektron alınana eşittir: katsayılar buradan çıkar. Elektron telden de geçebilir; istemli redoks elektrik verir, istemsiz redoks elektrik ister.