Örnek: Cu + HNO_{3} \rightarrow Cu(NO_{3})_2 + NO + H_2O
3/ Cu \rightarrow Cu^{2+} + 2e^-
2/ Cu^{+5} + N \rightarrow N_{2}
\text{Cu} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O} Redoks Tepkimesinin Denkleştirilmesi
KULLANILAN KURAL / FORMÜL:
- Yükseltgenme Basamağı Yöntemi: Alınan elektron sayısı verilen elektron sayısına eşitlenir.
- \text{Alınan } e^- \text{ sayısı} = \text{Verilen } e^- \text{ sayısı}
- Redoks işlemine katılmayan (değerliği değişmeyen) atomlar en son kütle korunumu ile denkleştirilir.
ÇÖZÜM ADIMLARI:
Adım 1 — Elementlerin Yükseltgenme Basamaklarının Belirlenmesi
Tepkimedeki tüm atomların yükseltgenme basamakları bulunur:
- \text{Cu}^0 \rightarrow Serbest hâldeki element olduğundan yükü 0’dır.
- \text{HNO}_3 \rightarrow \text{H}^{+1}, \text{O}^{-2}, \text{N}^{+5}
- \text{Cu(NO}_3)_2 \rightarrow \text{Cu}^{+2}, \text{N}^{+5}, \text{O}^{-2} (Nitrat kökünde azotun değerliği değişmemiştir)
- \text{NO} \rightarrow \text{N}^{+2}, \text{O}^{-2}
- \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}^{+1}, \text{O}^{-2}
Adım 2 — Yarı Tepkimelerin Yazılması ve Elektron Sayılarının Eşitlenmesi
Değerliği değişen atomlar için yarı tepkimeler yazılır:
- Yükseltgenme: \text{Cu}^0 \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2e^- (2 elektron verir)
- İndirgenme: \text{N}^{+5} + 3e^- \rightarrow \text{N}^{+2} (3 elektron alır)
Alınan ve verilen elektronları eşitlemek için \text{Cu} yarı tepkimesi 3 ile, \text{N} yarı tepkimesi 2 ile çarpılır:
3 \times (\text{Cu}^0 \rightarrow \text{Cu}^{2+} + 2e^-)
2 \times (\text{N}^{+5} + 3e^- \rightarrow \text{N}^{+2})
Adım 3 — Katsayıların Ana Tepkimeye Aktarılması
- \text{Cu} ve \text{Cu(NO}_3)_2 bileşiğinin katsayısı 3 yapılır.
- Değerliği değişerek indirgenen \text{NO} bileşiğinin katsayısı 2 yapılır.
3\text{Cu} + \text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO} + \text{H}_2\text{O}
Adım 4 — Değerliği Değişmeyen Azot (N) Atomlarının ve Diğer Atomların Denkleştirilmesi
Ürünler tarafındaki toplam \text{N} atomu sayısı hesaplanır:
- 3\text{Cu(NO}_3)_2 içinde \rightarrow 3 \times 2 = 6 tane \text{N}
- 2\text{NO} içinde \rightarrow 2 \times 1 = 2 tane \text{N}
- Toplam \text{N}: 6 + 2 = 8 tane \text{N} atomu vardır.
Girenlerdeki \text{HNO}_3’ün katsayısı 8 yapılır:
3\text{Cu} + 8\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO} + \text{H}_2\text{O}
Adım 5 — Hidrojen (H) ve Oksijen (O) Sayılarının Denkleştirilmesi
- Girenlerde 8\text{H} bulunduğundan, ürünlerdeki \text{H}_2\text{O} katsayısı 4 yapılır:
3\text{Cu} + 8\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O}
- Oksijen Sağlaması:
- Girenler: 8 \times 3 = 24 tane \text{O}
- Ürünler: (3 \times 6) + 2 + 4 = 18 + 2 + 4 = 24 tane \text{O} (Eşitlik sağlandı).
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
CEVAP: Denkleşmiş tepkime denklemi:
3\text{Cu} + 8\text{HNO}_3 \rightarrow 3\text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO} + 4\text{H}_2\text{O}
(Katsayılar sırasıyla: 3, 8 \rightarrow 3, 2, 4)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
TEMEL KAVRAMLAR:
1. Seyirci (Değerliği Değişmeyen) İyonlar
- Tanım: Tepkimeye giren fakat yükseltgenme basamağında bir değişiklik meydana gelmeyen iyonlardır.
- Bu problemde: \text{Cu(NO}_3)_2 içindeki \text{NO}_3^- iyonlarında bulunan azot (\text{N}^{+5}) atomları indirgenmemiştir; sadece tuz oluşturmuştur.
2. İndirgen ve Yükseltgen Madde
- Tanım: Elektron vererek yükseltgenen madde indirgen, elektron alarak indirgenen madde yükseltgen özellik gösterir.
- Bu problemde: \text{Cu} indirgen maddedir, \text{HNO}_3 ise yükseltgen maddedir.
SIK YAPILAN HATALAR:
\text{HNO}_3 Katsayısını Doğrudan Elektron Sayısına Göre Belirlemek
- Yanlış: \text{N}^{+5} yarı tepkimesini 2 ile çarptıktan sonra \text{HNO}_3’ün başına hemen 2 yazmak.
- Doğru: \text{HNO}_3’teki azotların bir kısmı tuzda (\text{Cu(NO}_3)_2) kaldığı için \text{HNO}_3 katsayısını belirlerken ürünlerdeki tüm \text{N} atomları toplanmalıdır.
- Neden yanlış: Azotun tamamı indirgenmeye uğramamıştır; bir kısmı değerlik değiştirmeden tuz yapısına katılmıştır.
Benzer bir asit-baz içeren redoks tepkimesi üzerinden pratik yapmak ister misin?