Fe → Fe²⁺ + 2e^–

Demir nötür girip +2 çıkıyorsa tepkime denklemi şöyle olur:

Fe → Fe²⁺

Demirin yükü 2 basamak artmış, yani 2 tane elektron vermiş. Verilen elektron girenlere yazılır:

Fe → Fe²⁺ + 2e^–

Bir de toplam yüklere bakarak, yarı tepkimenin sağlamasını yapalım:

Tepkimenin girenler kısmındaki atomun yükü:
0

Tepkimenin ürünler kısmındaki iyonun ve 2 tane elektronun toplam yükü:
+2 – 2 = 0

Girenlerde kısmındaki yük toplam ve ürünler kısmında yük toplamı eşit olduğundan bu yarı tepkime denktir.

Cevap: Fe → Fe²⁺ + 2e^–

Al³⁺ + 3e^– → Al

Soruda verilenlere göre:

Alüminyum;
— girenler kısmında +3 yüklü olacak,
— ürünler kısmında da yüksüz olacaktır.

Al³⁺ → Al

Tepkimede alüminyumun yükü azalmıştır. O zaman bu tepkime bir indirgenme tepkimesidir. İndirgenen her atom gibi alüminyum da elektron almıştır.

Yükü 3 basamak indiği için 3 elektron almıştır.

O zaman, tepkimenin girenler kısmına 3 tane elektron eklemeliyiz:

Al³⁺ + 3e^– → Al

İndirgenme yarı tepkimesini bulduk ve soruyu çözmüş olduk. Fakat, içimiz rahat etsin diye sağlamasını yapalım.

Tepkimenin girenler kısmında toplam yük:
+3 + (-3) = 0

Tepkimenin ürünler kısmında toplam yük:
0

Girenlerin ve ürünlerin toplam yükü eşit ise her şey yolunda demektir.

Cevap: Al³⁺ + 3e^– → Al

O₂ + 4e^– → 2O^2-

Yanma tepkimelerinde, Oksijen, girenler kısmında ve O₂ molekülü şeklindedir.

Sorudan anlaşıldığına göre ürünlerde de -2 yüklü olmaktadır. O zaman şu denklemi yazabilir:

O₂ → O^2-

Önce atom sayısını halledelim:
— 2 tane O atomu girdiyse 2 tane çıkmalıdır:

O₂ → 2O^2-

Oksijen sıfır girmiş -2 çıkmış. Yükü 2 basamak azalmış, yani oksijen atomu 2 elektron almış.

Tepkimede 2 oksijen atomu var. 1 tane O atomu 2 elektron aldıysa, 2 tanesi 4 elektron alır:

O₂ + 4e^– → 2O^2-

Cevap: O₂ + 4e^– → 2O^2-

a)
C^-4H⁺¹₄ + 2O⁰₂ → C⁺⁴O^-2₂ + 2H⁺²₂O^-2

b)
C atomu; -4’ten +4’e yükseltgenmiş.
0 atomu; 0’dan -2’ye indirgenmiştir.
İndirgenme ve yükseltgenme olayları gerçekleştiği için bu tepkime bir redoks tepkimesidir.

c)
İYT: 0₂ + 4e^– → 2O^-2
YYT: C^-4 → C⁺⁴ + 8e^–

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

a)
Tepkimedeki her bir maddenin yükseltgenme basamağını ayrı ayrı hesaplamamız gerekiyor.

Yük bulurken, hatırlamamız gereken temel kurallar şunlardır:
– Elementlerin yükü zaten verilmiştir. Verilmemişse sıfırdır.
– Bileşiklerde, herkesin bir yükü vardır fakat hiç biri görünmez.
– Bileşiklerde, bütün atomların toplam yükü sıfırdır.
– Kök iyonlarda, bütün atomların toplam yükü iyonun yüküne eşittir.
– Yapmamız gereken, bildiğimiz atomların yükünü yazmak, bilmediğimizi hesaplamaktır.

CH₄
– H atomunun yükü ezbere bilinmelidir: +1
– C atomunun yüküne x diyelim ve hesaplayalım.
(C^x H⁺¹ H⁺¹ H⁺¹ H⁺¹)⁰
x + 1 + 1 + 1 + 1 = 0
x + 4 = 0
x = -4

O₂
O₂⁰: Elementlerin yükü zaten bellidir. Yükleri yoksa sıfırdır.
(O^x O^x)⁰
x + x = 0
x = 0

CO₂
– O atomunun yükü ezbere bilinmelidir: -2
– C atomunun yüküne x diyelim ve hesaplayalım.
(C^x O^-2 O^-2)⁰
x – 2 – 2 = 0
x – 4 = 0
x = +4

H₂O
– H ve O atomlarının yükü ezbere bilinmelidir.
(H⁺¹ H⁺¹ O^-2)⁰

Şimdi, tepkime denklemini, herkesin yükseltgenme basamağını üzerine yazarak gösterelim:


b)
Dikkat edersek, tepkimede, indirgenen ve yükseltgenen atomları olduğunu görebiliriz:


C atomu; -4’ten +4’e yükseltgenmiş.
0 atomu; 0’dan -2’ye indirgenmiştir.
İndirgenme ve yükseltgenme olayları gerçekleştiği için bu tepkime bir redoks tepkimesidir.

c)
Bu redoks tepkimesinde gerçekleşen indirgenme yarı tepkimesi şudur:
0₂ + 4e^– → 2O^-2 (önce atomların sayısını eşitledik, sonra alınan elektron sayısını hesapladık.)

Yükseltgenme yarı tepkimesi ise şöyledir:
C^-4 → C⁺⁴ + 8e^–

Cevap:
a)
C^-4H⁺¹₄ + 2O⁰₂ → C⁺⁴O^-2₂ + 2H⁺²₂O^-2

b)
C atomu; -4’ten +4’e yükseltgenmiş.
0 atomu; 0’dan -2’ye indirgenmiştir.
İndirgenme ve yükseltgenme olayları gerçekleştiği için bu tepkime bir redoks tepkimesidir.

c)
İYT: 0₂ + 4e^– → 2O^-2
YYT: C^-4 → C⁺⁴ + 8e^–

a)
3P⁰ + 5H⁺¹N⁺⁵O^-2₃ + 2H⁺¹₂O^-2 → 3H⁺¹₃P⁺⁵O^-2₄ + 5N⁺²O^-2

b)
P atomu; 0’dan +5’yükseltgenmiş.
N atomu; +5’den +2’ye indirgenmiştir.
Hem indirgenme hem de yükseltgenme olduğu için tepkime redoks tepkimesidir.

c)
İYT: N⁺⁵ + 3e^– → N⁺²
YYT: P → P⁺⁵ + 5e^–

3P + 5HNO₃ + 2H₂O → 3H₃PO₄ + 5NO

a)
Tepkimedeki her bir maddenin yükseltgenme basamağını ayrı ayrı hesaplamamız gerekiyor.

Yük bulurken, hatırlamamız gereken temel kurallar şunlardır:
– Elementlerin yükü zaten verilmiştir. Verilmemişse sıfırdır.
– Bileşiklerde, herkesin bir yükü vardır fakat hiç biri görünmez.
– Bileşiklerde, bütün atomların toplam yükü sıfırdır.
– Kök iyonlarda, bütün atomların toplam yükü iyonun yüküne eşittir.
– Yapmamız gereken, bildiğimiz atomların yükünü yazmak, bilmediğimizi hesaplamaktır.

P
P⁰: Elementlerin yükü zaten bellidir. Yükleri yoksa sıfırdır.

HNO₃
– H ve O atomlarının yükü ezbere bilinmelidir.
– N atomunun yüküne x diyelim ve hesaplayalım.

(H⁺¹ N^x O^-2 O^-2 O^-2)⁰
+1 + x -2 -2 -2 = 0
x = 6-1
x = +5

H₂O
– H ve O atomlarının yükü ezbere bilinmelidir.

(H⁺¹ H⁺¹ O^-2)⁰

H₃PO₄
– H ve O atomlarının yükü ezbere bilinmelidir.
– P atomunun yüküne x diyelim ve hesaplayalım.

(H⁺¹ H⁺¹ H⁺¹ P^x O^-2 O^-2 O^-2 O^-2)⁰
+3 + x – 8 = 0
x = 8 – 3
x = +5

NO
– O atomunun yükü ezbere bilinmelidir.
– N atomunun yüküne x diyelim ve hesaplayalım.

(N^x O^-2)⁰
x – 2 = 0
x = +2

Şimdi, tepkime denklemini, herkesin yükünü üzerine yazarak gösterelim:


b)
Dikkat edersek, tepkimede, indirgenen ve yükseltgenen atomları olduğunu görebiliriz:


P atomu; 0’dan +5’yükseltgenmiş.
N atomu; +5’den +2’ye indirgenmiştir.
İndirgenme ve yükseltgenme olayları gerçekleştiği için bu tepkime bir redoks tepkimesidir.

c)
Bu redoks tepkimesinde gerçekleşen indirgenme yarı tepkimesi şudur:
N⁺⁵ + 3e^– → N⁺²

Yükseltgenme yarı tepkimesi ise şöyledir:
P → P⁺⁵ + 5e^–

Cevap:

a)
3P⁰ + 5H⁺¹N⁺⁵O^-2₃ + 2H⁺¹₂O^-2 → 3H⁺¹₃P⁺⁵O^-2₄ + 5N⁺²O^-2

b)
P atomu; 0’dan +5’yükseltgenmiş.
N atomu; +5’den +2’ye indirgenmiştir.
Hem indirgenme hem de yükseltgenme olduğu için tepkime redoks tepkimesidir.

c)
İYT: N⁺⁵ + 3e^– → N⁺²
YYT: P → P⁺⁵ + 5e^–

3P + 5HNO₃ + 2H₂O → 3H₃PO₄ + 5NO

Tepkimeyi tekrar görelim:

P + HNO₃ + H₂O → H₃PO₄ + NO

Şanısın denemek isteyenler, klasik yöntemle denkleştirmeye çalışabilir. Fakat, bu bir tepkime, bir ametal-asit tepkimesidir ve redokstur.

Şimdi adım adım redoks kurallarını uygulayalım ve tepkimeyi denkleştirelim:

1- Tepkimedeki bütün atomların yükleri bulunur:

P
P⁰: Elementlerin yükü zaten bellidir. Yükleri yoksa sıfırdır.

HNO₃
– H ve O atomlarının yükü ezbere bilinmelidir.
– N atomunun yüküne x diyelim ve hesaplayalım.
(H⁺¹ N^x O^-2 O^-2 O^-2)⁰
+1 + x -2 -2 -2 = 0
x = 6-1
x = +5

H₂O
– H ve O atomlarının yükü ezbere bilinmelidir.
(H⁺¹ H⁺¹ O^-2)⁰

H₃PO₄
– H ve O atomlarının yükü ezbere bilinmelidir.
– P atomunun yüküne x diyelim ve hesaplayalım.
(H⁺¹ H⁺¹ H⁺¹ P^x O^-2 O^-2 O^-2 O^-2)⁰
+3 + x – 8 = 0
x = 8 – 3
x = +5

NO
– O atomunun yükü ezbere bilinmelidir.
– N atomunun yüküne x diyelim ve hesaplayalım.
(N^x O^-2)⁰
x – 2 = 0
x = +2

2- İndirgenen ve yükseltgenen atomlar tespit edilir ve indirgenme ve yükseltgenme yarı tepkimeleri yazılır:

Şimdi, tepkime denklemini, herkesin yükünü üzerine yazarak gösterelim:


Dikkat edersek, tepkimede, indirgenen ve yükseltgenen atomları olduğunu görebiliriz:


P atomu; 0’dan +5’yükseltgenmiş.
N atomu; +5’den +2’ye indirgenmiştir.

Bu redoks tepkimesinde gerçekleşen, indirgenme ve yükseltgenme yarı tepkimeleri şunlardır:

N⁺⁵ + 3e^– → N⁺² (İTY)
P → P⁺⁵ + 5e^– (YYT)

3- Yarı tepkimeler, uygun sayılarla genişletilerek, alınan ve verilen elektron sayıları eşitlenir:

Yarı tepkimelere baktığımızda, alınan elektron sayısı 3, verilen elektron sayısı ise 5’dir. Yapmamız gereken şey, bu iki sayısı eşitlemek için, payda eşitler gibi tepkimeleri genişletmektir:

5x N⁺⁵ + 3e^– → N⁺² (İTY)
3x P → P⁺⁵ + 5e^– (YYT)
Sonuçta; alınan-verilen sayısı eşit olacaktır:
5N⁺⁵ + 15e^– → 5N⁺² (İTY)
3P → 3P⁺⁵ + 15e^– (YYT)

4- Alınan-verilen elektron sayıları eşitlendikten sonra, yarı tepkimelerdeki iyonların katsayıları, tepkimedeki bileşiklerinin önüne taşınır:

Yarı tepkimelerde; 5N⁺⁵, 5N⁺², 3P ve 3P⁺⁵ iyonlarının katsayılarını tepkimede, içinde bulundukları maddelere taşıyalım.

3P + 5HNO₃ + H₂O → 3H₃PO₄ + 5NO

5- Tepkimedeki diğer maddelerin katsayıları, klasik yöntemle hesaplanır:

3P + 5HNO₃ + H₂O → 3H₃PO₄ + 5NO
Geldiğimiz aşamada, H₂O hariç diğer maddelerin katsayıları ortaya çıkmıştır. O zaman H₂O bileşiğinin katsayılarını, klasik yoldan bulalım.

Ürünlere bakarsak;
– toplam 17 adet O atomu görürüz.
O zaman girenlerde de;
– toplam 17 adet O atomu olmalıdır.

H₂O bileşiğinin katsayısı 2 olursa, girenlerdeki O atomu sayısı da toplam 17 olur.

3P + 5HNO₃ + 2H₂O → 3H₃PO₄ + 5NO

Dilerseniz; H₂O bileşiğinin katsayısını bulmak için, H atomlarını da sayabilirsiniz.

Cevap:

3P + 5HNO₃ + 2H₂O → 3H₃PO₄ + 5NO

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Tepkimeyi tekrar görelim:

Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

Şanısın denemek isteyenler, klasik yöntemle denkleştirmeye çalışabilir. Fakat, bu bir tepkime, bir metal-asit tepkimesidir ve redokstur.

Şimdi adım adım redoks kurallarını uygulayalım ve tepkimeyi denkleştirelim:

1- Tepkimedeki bütün atomların yükleri bulunur:

Cu
Cu⁰: Elementlerin yükü zaten bellidir. Yükleri yoksa sıfırdır.

HNO₃
– H ve O atomlarının yükü ezbere bilinmelidir.
– N atomunun yüküne x diyelim ve hesaplayalım.
(H⁺¹ N^x O^-2 O^-2 O^-2)⁰
+1 + x -2 -2 -2 = 0
x = 6-1
x = +5

Cu(NO₃)₂
– Bileşikteki çaprazlamayı görebilirsek, Cu atomunun +2, NO₃ iyonunun -1 olduğunu anlarız.
– NO₃^-1 iyonundaki bütün atomların toplam yükü -1 olmalıdır.
– İyondaki O atomunun yükü ezbere bilinmelidir: -2
– İyondaki N atomunun yüküne x dersek, x değerini şöyle hesaplayabiliriz:
(N^x O^-2 O^-2 O^-2)^-1
x – 2 – 2 – 2 = -1
x – 6 = -1
x = 6 – 1
x = +5

NO
– O atomunun yükü ezbere bilinmelidir.
– N atomunun yüküne x diyelim ve hesaplayalım.
(N^x O^-2)⁰
x – 2 = 0
x = +2

H₂O
– H ve O atomlarının yükü ezbere bilinmelidir.
(H⁺¹ H⁺¹ O^-2)⁰

2- İndirgenen ve yükseltgenen atomlar tespit edilir ve indirgenme ve yükseltgenme yarı tepkimeleri yazılır:

Şimdi, tepkime denklemini, herkesin yükünü üzerine yazarak gösterelim:


Dikkat edersek, tepkimede, indirgenen ve yükseltgenen atomları olduğunu görebiliriz:


Cu atomu; 0’dan +2’ye yükseltgenmiş.
N atomu; +5’den +2’ye indirgenmiştir.

Bu redoks tepkimesinde gerçekleşen, indirgenme ve yükseltgenme yarı tepkimeleri şunlardır:

Cu → Cu⁺² + 2e^– (YYT)
N⁺⁵ + 3e^– → N⁺² (İTY)

3- Yarı tepkimeler, uygun sayılarla genişletilerek, alınan ve verilen elektron sayıları eşitlenir:

Yarı tepkimelere baktığımızda, alınan elektron sayısı 3, verilen elektron sayısı ise 5’dir. Yapmamız gereken şey, bu iki sayısı eşitlemek için, payda eşitler gibi tepkimeleri genişletmektir:

2x N⁺⁵ + 3e^– → N⁺² (İTY)
3x Cu → Cu⁺² + 2e^– (YYT)
Sonuçta; alınan-verilen sayısı eşit olacaktır:
2N⁺⁵ + 6e^– → 2N⁺² (İTY)
3Cu → 3Cu⁺² + 6e^– (YYT)

4- Alınan-verilen elektron sayıları eşitlendikten sonra, yarı tepkimelerdeki iyonların katsayıları, tepkimedeki bileşiklerinin önüne taşınır:

Yarı tepkimelerde; 2N⁺⁵, 2N⁺², 3Cu ve 3Cu⁺² iyonlarının katsayılarını tepkimede, içinde bulundukları maddelere taşıyalım.

Yalnız, N⁺⁵ iyonu, hem HNO₃ bileşiğinde hem de Cu(NO₃)₂ bileşiğinde olduğu için, bu iyonun katsayısını görmezden geleceğiz.

3Cu + HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + H₂O

5- Tepkimedeki diğer maddelerin katsayıları, klasik yöntemle hesaplanır:

3Cu + HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + H₂O

Ürünlerde, toplam 8 tane N atomu olduğu için HNO₃ bileşiğinin katsayısı 8 olmalıdır:

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + H₂O

H₂O bileşiğinin katsayılarını, Oksijenleri sayarak bulalım:

Girenlere bakarsak;
– toplam 24 adet O atomu görürüz.
O zaman ürünlerde de;
– toplam 24 adet O atomu olmalıdır.

H₂O bileşiğinin katsayısı 4 olursa, ürünlerdeki O atomu sayısı da toplam 24 olur.

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Dilerseniz; H₂O bileşiğinin katsayısını bulmak için, H atomlarını da sayabilirsiniz.

I) Yükseltgenen: Fe
II) İndirgenen: Cu⁺²
III) Yükseltgen: Cu⁺²
IV) İndirgen: Fe

Tepkimeye yakından bakalım:

Cu⁺² + Fe → Cu + Fe⁺²

Tepkimede Cu elementi, +2 iken 0’a indirgenmiştir. İndirgenen madde, karşısındaki maddeyi yükseltir, yani; yükseltgen özellik gösterir.

Fe elementi ise; 0’dan +2’ye yükseltgenmiştir. Yükseltgenen madde, karşısındaki maddeyi indirger, yani indirgen özellik gösterir.

Sonuç olarak cevaplar şöyledir:
I) Yükseltgenen: Fe
II) İndirgenen: Cu⁺²
III) Yükseltgen: Cu⁺²
IV) İndirgen: Fe

I ve III

Elektrik üretebilen kimyasal tepkimeler redoks tepkimeleridir. Bu yüzden verilen tepkimelerde, redoks olanları aramalıyız.

Soruda verilen tepkimeler, ezbere bilinmesi gereken tepkime türlerdir. Yükseltgenme basamağı hesaplamaya gerek yoktur.

I) CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
Yanma tepkimesidir. Yanma tepkimeleri her zaman redokstur.

II) NaCl_(k) → Na⁺_(suda) + Cl^–_(suda)
Tuzların suda çözünmesi redoks değildir.

III) Al + 3HCl → AlCl₃ + ³/₂H₂
Metal-asit tepkimesidir ve her zaman redokstur.

IV) HCl + NaOH → NaCl + H₂O
Asit-baz tepkimesidir. Asit-baz tepkimeleri redoks değildir.

Cevap: I ve III