Cu ile HNO₃ arasında,

Cu ile HNO_{3} arasında,
Cu + HNO_{3} \rightarrow Cu(NO_{3})_2 + NO + H_2O
tepkimesi gerçekleşmektedir.
Buna göre, bu tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirilirse H_2O’nun katsayısı kaç olur?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 5

Redoks Tepkimelerinin Denkleştirilmesi: Cu ve \text{HNO}_3 Tepkimesi

:light_bulb: KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Redoks tepkimelerinde alınan elektron sayısı verilen elektron sayısına eşitlenir; ardından redoksa katılmayan kökler ve hidrojen/oksijen atomları katsayılar yoluyla denkleştirilir.


:brain: ÇÖZÜM ADIMLARI

Adım 1 — Yükseltgenme Basamaklarının Belirlenmesi ve Elektron Sayılarının Eşitlenmesi
Tepkimedeki elementlerin değerlik değişimleri incelenir:

  • \text{Cu}^0 \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2e^- (Bakır 2 elektron verir, yükseltgenir.)
  • \text{N}^{5+} + 3e^- \rightarrow \text{N}^{2+} (Nitrik asitteki azot, \text{NO} gazına dönüşürken 3 elektron alır, indirgenir.)

Alınan ve verilen elektron sayılarını 6’da eşitlemek için bakır içeren terimler 3 ile, indirgenen azot içeren terim 2 ile çarpılır:

3\text{Cu} \rightarrow 3\text{Cu(NO}_3)_2 \quad \text{ve} \quad 2\text{NO}

Adım 2 — Azot ve Hidrojen Atomlarının Denkleştirilmesi
Ürünler tarafındaki toplam azot (\text{N}) atomu sayısı:

3\text{Cu(NO}_3)_2 \text{ içinde } 3 \times 2 = 6 \text{ adet N}
2\text{NO} \text{ içinde } 2 \times 1 = 2 \text{ adet N}
\text{Toplam N} = 6 + 2 = 8 \text{ adet}

Girenlerde 8 adet \text{N} bulunması gerektiğinden \text{HNO}_3 katsayısı 8 olur:

3\text{Cu} + 8\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO} + \text{H}_2\text{O}

Girenlerdeki 8\text{H} atomunu karşılamak için \text{H}_2\text{O}'nun katsayısı 4 olmalıdır:

3\text{Cu} + 8\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O}

(Oksijen kontrolü: Girenlerde 8 \times 3 = 24 adet \text{O}; ürünlerde 18 + 2 + 4 = 24 adet \text{O} olup tepkime denktir.)


:white_check_mark: CEVAP: D) 4 (\text{H}_2\text{O}\text{'nun katsayısı} = 4)

:warning: SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: \text{HNO}_3 gibi asitlerin metallerle tepkimesinde asit moleküllerinin bir kısmı indirgenirken bir kısmı tuzun yapısına (\text{NO}_3^-) redoksa uğramadan girer. Bu yüzden asidin katsayısı daima ürünlerdeki toplam azot sayısına bakılarak belirlenmelidir.