Bir redoks tepkimesinin asidik ortamda denkleştirilmesi

Redoks, genel kimyanın popüler ve zor konularından biri olarak kabul edilebilir. Popülerliği birçok redoks-aktif molekülün bulunması nedeniyle kolay soru üretilebilmesinden ileri gelir. Zorluğu da elektron, asit veya baz ve suyun uygun taraflara ilave edilmesi ve denkleştirilmesinden dolayı oluşur. Şimdi, aşağıdaki videoda görülen tepkime için videoyu kaydeden kişinin yöntemini ve benim sunacağım yöntemi incelemeye çalışalım.

Videoyu hazırlayan kişinin yöntemi ile redoks tepkimesinin denkleştirilmesi:

Redoks tepkimesi ClO3(aq) + I2(aq) → Cl(aq) + IO3(aq) olarak veriliyor ve denkleştirilmesi isteniyor. Videonun sahibi şu yöntemleri uyguluyor:

Hidrojen iyonu, (H+) ve su (H2O) ters taraflara konur. Hidrojence az kısma hidrojen iyonu, oksijence eksik kısma su ilave edilir.

Önce türlerin yükseltgenme basamakları tespit edilir. Oksijen, hidrojen peroksit ve moleküler oksijen dışında oksit şeklinde bulunur ve daima -2 yüklüdür. Bu yüzden ClO3 (klorat) molekülündeki oksijene -2 verilir. Buradan 3 adet -2 yüklü oksijenden oksijen türlerinin toplam yükü -6 bulunur, son yük (iyon yükü) -1 olduğu için klor +5 yüküne sahiptir.

Moleküler iyot, dış yük 0 olduğu için 0 yüküne sahiptir.

Klorür iyonu bariz şekilde -1 yüke sahiptir.

İyodat iyonu (IO3) için hesap yapıldığında üç adet -2 yüklü oksijenin -6 yükü ve dış yükün -1 olması nedeniyle iyodun yükü +5 olur. Zaten iyodat ile klorat aynı sınıfa dahildir ve ikisinin de yükünün +5 olacağı öngörülebilir.

Şimdi indirgenme ve yükseltgenme yarı tepkimelerini yazarak elektronları denkleştirmeye çalışalım. Çünkü, bir redoks tepkimesinde alınan ve verilen elektronların eşit olma zorunluluğu vardır. Bir yükseltgenme tepkimesinde çıkan elektronlar indirgenme tepkimesinde indirgenen türe giriş yapar, başka hiçbir yere gitmez. Bunu akılda tutarak yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimelerini şu şekilde yazabiliriz:

ClO3 + 6e → Cl

Bu yarı tepkime bu şekliyle eksiktir, çünkü atomların ve yüklerin eşitlenmesi gerekir. Tepkimeyi video sahibinin usulüne göre çözmeye devam edeceğiz. İndirgenme yarı tepkimesini bu şekilde bırakıp yükseltgenme yarı tepkimesine bakalım. Yükseltgenme yarı tepkimesinde doğal olarak elektron tepkimenin çıkanlar bölümünde yer alır:

I2 → 2IO3 + 10e

Bu yarı tepkime de önceki ile aynı sorunlara sahip olsa da sonradan “toparlanacak” olması nedeniyle hoşgörerek devam edelim.

Bir tepkimeye 6 adet elektron girerken diğer tepkimeden 10 adet elektron çıkmaktadır. Giren ve çıkan elektronların aynı olması gerektiğinden bunların bir ortak sayıda toplanması gerekir. 6 ve 10'un ortak katsayısı 30'dur:

5ClO3 + 30e → 5Cl

3I2 → 6IO3 + 30e

===============

5ClO3 + 3I2 → 5Cl + 6IO3

Taraf tarafa toplanınca bu hale gelen tepkimede atom ve iyon denkliklerine bakalım. Tepkimenin sol tarafındaki aynı tür atom sayısı ile sağ tarafındaki aynı tür atom sayısı eşit olmalıdır. Örneğin sol tarafta 5 klor varsa, sağ tarafta da 5 klor olmalıdır. Bu yeterli değildir, sol tarafta -2 yük varsa sağ tarafta da -2 yük olmalıdır. Bu iki şartı sağlamayan tepkimeler geçerli değildir.

Şimdi, oksijen ve hidrojen içeren türlerin ilavesini yaparak kütle dengesini kuralım. Yukarıdaki kurala göre, hidrojence eksik kısma hidrojen, oksijence eksik kısma da su ilave edilir demiştik. Bunu uygularsak şöyle bir sonuç elde ederiz:

5ClO3 + 3I2 → 5Cl + 6IO3

Sol tarafta 15 oksijen, sağ tarafta 18 oksijen vardır. Buna göre sol tarafta 3 adet oksijen eksiktir. Eksik olan 3 adet oksijen, 3H2O şeklinde ilave edilir. Böylece her iki tarafta 18 oksijen olduğundan oksijence denge kurulmuştur. Sol tarafa yeni ilave edilen 3 adet su molekülünden 6 adet hidrojen girişi olmuştur. Sol tarafta 6, sağ tarafta 0 hidrojen olduğu için, denkleştirme amacıyla sağ tarafa 6H+ konur. Böylece hidrojen, oksijen, iyot ve klor bakımından kütle denkliği sağlanmış olur:

5ClO3 + 3I2 + 3 H2O → 5Cl + 6IO3 + 6H+

Şimdi yük denkliğine bakalım. Sol tarafta -5 yük bulunur. Sağ tarafta -5 + (-6) + (+6) = -5 yük elde edildiğinden yük denkliği de sağlanmıştır. Bu tepkime geçerli bir tepkimedir.

 

Bizim önerdiğimiz çözüm:

Bizim önereceğimiz çözüm biraz farklı olmakla birlikte aynı sonuca vardığından, hangi çözümü severseniz onu kullanmakta özgürsünüz. Önemli olan tepkimeyi doğru ortaya koymak olacaktır. Şimdi bizim çözümümüze bakalım. Bizim yöntemimize göre tepkimeler yarı tepkime aşamasında hidrojen iyonu ve su ilavesi yapılarak denkleştirilir. Yani denkleştirme işlemi ilk aşamada yapılır, sona bırakılmaz. Bakınız nasıl:

ClO3(aq) + I2(aq) → Cl(aq) + IO3(aq) tepkimesi veriliyor. Yarı tepkimeleri yazalım:

İndirgenme yarı tepkimesi şöyle yazılabilir:

Cl5+ + 6e → Cl

Yükseltgenme yarı tepkimesi şöyle yazılabilir:

I2 → 2I5+ + 10e

Aynı şekilde 6 ve 10'un ortak katı 30 olduğu için indirgenme yarı tepkimesi 5, yükseltgenme yarı tepkimesi de 3 ile denkleştirilir:

5Cl5+ + 30e → 5Cl

3I2 → 6I5+ + 30e

Taraf tarafa toplayarak son hali elde edelim:

5Cl5+ + 3I2 → 5Cl + 6I5+

Şimdi en başa dönerek Cl5+ ve I5+ türlerinin açık halini yazalım:

5ClO3 + 3I2 → 5Cl + 6IO3

Kütle denkliği kontrolü yapalım, sol tarafta 5Cl, 15O, 6I, sağ tarafta 5Cl, 18O, 6I bulunur. Dolayısı ile sol tarafa 3O eklemek gerekir. O içeren tür H2O olmalıdır:

5ClO3 + 3I2 + 3H2O → 5Cl + 6IO3 + 6H+

Sol tarafa eklediğimiz 3H2O'dan ileri gelen 6H, sağ tarafa 6H+ olarak eklenerek kütle denkliği tamamlanır. Yapılış biçimi ile ilk yöntemi andıran bu yöntemi de severek kullanacağınızı umuyoruz ve bir başka biçimini daha sunuyoruz:

Bu yönteme göre yarı tepkimeler yazılırken hidrojen ve su molekülleri ilave edilir, sona bırakılmaz. Bu yöntemi görelim:

ClO3 + 6e → Cl

Buraya göre sol tarafta 3O fazlalığı vardır. Yük denkliğini şimdilik düşünmeden devam edelim ve sağ tarafa 3H2O ilave edelim:

ClO3 + 6e → Cl + 3H2O

Doğal olarak sol tarafa 6H+ konması gerekir:

ClO3 + 6e + 6H+ → Cl + 3H2O

Kütle denkliği kontrolüne göre sol tarafta 1Cl, 3O, 6H, sağ tarafta 1Cl, 3O, 6H vardır ve denktir. Kütle denkliğinden geçen tepkimemizi bu sefer iyon denkliği açısından inceleyelim: Sol taraf -1 + (-6) + (+6) = -1 ve sağ taraf -1 + 0 = -1'dir. Dolayısıyla bu yarı tepkime geçerlidir.

İndirgemeden sonra yükseltgenme tepkimesine bakalım:

I2 → 2IO3 + 10e

Yükseltgenme tepkimesine göre sağ tarafta 6O bulunmaktadır. Bu nedenle oksijen kaynağımız olan H2O'yu 6H2O şeklinde ilave etmeliyiz:

I2 + 6H2O → 2IO3+ 12H+ + 10e

Doğal olarak sağ tarafa 12H+ konmalıdır.

Yük denkliği kontrolünde sol tarafta 2I, 12H, 6O, sağ tarafta 2I, 12H, 6O bulunmaktadır. Bu aşamadan sonra iyon denkliğine bakalım. Sol tarafta 0, sağ tarafta 0 vardır. Dolayısıyla bu yarı tepkime de geçerlidir.

Şimdi tepkimeleri taraf tarafa toplayarak elektronları denkleştirelim:

ClO3 + 6e + 6H+ → Cl + 3H2O

I2 + 6H2O → 2IO3+ 12H+ + 10e

========================

İndirgenme tepkimesi 30 elektronu sağlamak için 5, yükseltgenme tepkimesi de 3 katsayısı ile çarpılır:

5ClO3 + 30e + 30H+ → 5Cl + 15H2O

3I2 + 18H2O → 6IO3+ 36H+ + 30e

=============================

5ClO3 + 3I2 + 3H2O → 5Cl + 6IO3 + 6H+

Keyifle okuduğunuzu umuyoruz.

Kategoriler

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap