YÜKSELTGENME-İNDİRGENME (REDOKS) TEPKİMELERİ

Fatih AKÇALIKimya Öğretmeni

1

2

3

Konu İle İlgili Anahtar Kelimeler

1) Aktiflik (Bileşik yapma isteği- elektron alma veya verme)

2) İndirgenme (yükseltgen)

3) Yükseltgenme (indirgen)

4) Kaplama

Bilimsel Süreç

1) Gözlem Yapma

2) Tahmin Etme

3) İlişkilendirme

4) Karşılaştırma

5) Deney Tasarlama ve Yapma

6) Veri Kaydetme

7) Veri Yorumlama

8) Çıkarım Yapma

4

ÖĞRENME ALANI: KİMYA

Ünite Adı: Yükseltgenme ve İndirgenme Reaksiyonları

Konu: Metallerin Aktifliğinin Karşılaştırılması

Dersin Amacı: Metallerin Aktiflik Sırasının Belirlenmesi

Konu İle İlgili Hedef Kazanımlar:

1) Aktifliğin Tanımının Yapılması

2) Metaller Arası Aktiflik Sırasının Belirlenmesi

3) Günlük Hayatla Aktifliğin İlişkisinin Kurulması

5

DERSİN İŞLENİŞİ (5E MODELİ)

1.Dikkat Çekme Aşaması:

Mide ağrısı çeken birine verilen ilacın içeriğini okuduğumda

metal iyonlarının (Ca,Mg,Na) ilacın etken maddesi olduğunu gördüm.

Mide ağrısına sebep olan şeyin midede fazla miktarda HCl

salgılanması olduğu tespit edilmiş.

Sizce metallerle HCl asit arasında ne olur?

Metaller arasında farklılık var mıdır?

6

2.Keşfetme Aşaması:

Mutluluklar ülkesi kralı yaşlanmış ve kendi yerini alacak bir oğlu

ya da kızı yoktur. Kendinden sonra ülkesini yönetecek kişiyi seçmek

için bir yarışma düzenlemiştir. Kuralları şöyle belirlemiştir;

1) Size verilen beş metalden birini seçiniz. Seçtiğiniz

metalden bir kayık, bir de yüzük yapınız.

2) Yaptığınız kayık FeSO4 çözeltisinden oluşmuş bir denizde

yüzebilsin.

3) Yaptığınız yüzük asitten etkilenmesin.

4) AgNO3 çözeltisini kullanarak yüzüğü gümüşle kaplayınız.

(yüzük ve kayık aynı metalden yapılacak.)

7

Kullanılacak Malzemeler

FeSO4 çözeltisi. AgNO3 Çözeltisi

HCl çözeltisi. Magnezyum şerit

Çinko Metali Alüminyum Metali

Bakır Metali Demir Metali

8

Teorik bilgi:

Bilindiği gibi metaller elektron vererek bileşik yaparlar, yani

elektropozitiftirler. Ancak, elektron verme eğilimleri birbirinden farklıdır.

Metaller elektron verme yatkınlıklarına yani yükseltgenme

potansiyellerinin azalışına göre sıralanırsa aktiflik sırası elde edilir.

Elementlerin bileşik yapabilme kabiliyetlerine aktiflik denir. Metallerde

elektron verebilme yatkınlığı ametallerde ise elektron alabilme yatkınlığı

aktifliğin ölçüsüdür.

Metallerin çoğu asitler ile tepkimeye girerek bir tuz ve hidrojen gazı

oluştururlar. Bu tepkime hızı metalleri aktiflik sırasına koymakta

kullanılır.Hidrojen gazı testi, yanan bir kıymık gaz içerisine sokularak yapılır.

Eğer çıkan gaz H2 ise patlar.

Aktiflik sıralaması diğer tepkimeler için tahmin yürütmekte kullanılır.

Daha aktif metal kendinden daha az aktif metali bileşiklerinden ayırır.

9

Redoks reaksiyonlarında indirgenmeyi sağlayan maddeye

"indirgen", yükseltgenmeyi sağlayan maddeye "yükseltgen" denir.

Ancak;

Aktifliği hidrojenden az olan metallere HNO3’ün etkisi ise

seyreltik ve derişik olmasına bağlı olarak değişir. HNO3; Cu, Hg ve Ag'’

etki eder. Pt ve Au'a etki etmez.

Cu + 4HNO3 ---> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (Derişik)

3Cu + 8HNO3 ---> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (seyreltik)

10

4. Derinleştirme Aşaması:

Asitli içeceklerin metal bardakla içilmesi doğru mudur?

Derse getirilen kola içerisine Mg şerit atarak olayı tartışalım.

Metallerin aktifliği ile ilgili günlük hayattan örnekler verelim.

5.Değerlendirme Aşaması:

Kavram haritası hazırlayalım.

11

VERİLER TAHMİNLERİNİZ TEPKİME

Mg+FeSO4 Metal aşınır, kütlesi azalır Mg+FeSO4 MgSO4+Fe

Al+ FeSO4 Metal aşınır, kütlesi azalır Al+FeSO4 Al2(SO4)3+Fe

Zn+ FeSO4 Metal aşınır, kütlesi azalır Zn+FeSO4 ZnSO4+Fe

Fe+ FeSO4 Metal değişikliğe uğramaz Reaksiyon gerçekleşmez

Cu+ FeSO4 Metal değişikliğe uğramaz Reaksiyon gerçekleşmez

12

ELEMENTLERİN AKTİFLİK TABLOSU:

Potasyum K

Sodyum Na

Kalsiyum Ca

Magnezyum Mg

Alüminyum Al

Çinko Zn

Demir Fe

Kalay Sn

Kurşun Pb

Hidrojen H

Bakır Cu

Civa Hg

Gümüş Ag

Altın Au

Platin Pt

Akti

flik

art

ar

Anyonların Aktiflik Sırası :

F-, SO4-, NO3

-, OH-, Cl-, Br-,I-

Aktiflik azalır

13

Zno - 2e- Zn+2 (yükseltgenme)

Cu+2 + 2e- Cuo (indirgenme)

Zno + Cu+2 Zn+2 + Cuo (Net denklem)

İndirgenme olmadan yükseltgenme

gerçekleşemez.

Bir yükseltgen başka bir tepkeni

yükseltgeyen maddedir: kendisi

indirgenir!

Aynı şekilde, bir indirgen başka bir tepkeni

indirgeyen maddedir: kendisi yükseltgenir.

Bir yükseltgenme-indirgenme tepkimesi aynı

elementin hem yükseltgenip hem de

indirgendiği tepkimelerdir.

14

YÜKSELTGENME SAYILARININ BELİRLENMESİ: TEMEL KURALLAR

15

Her hangi bir saf elementin yükseltgenme sayısı sıfırdır. Örneğin, H2 içerisindeki H’ın

yükseltgenme sayısı sıfırdır.

Bir tek-atomlu iyonun yükseltgenme sayısı o iyonun yüküne eşittir. Örnek olarak Cl-

iyonundaki Cl atomunun yükseltgenme sayısı -1, Mg+2 iyonundaki Mg atomunun

yükseltgenme sayısı +2 ve O2- iyonundaki oksijen atomunun yükseltgenme sayısı -2 dir.

Nötr bileşiklerde yükseltgenme sayıları toplamı sıfır, veya iyonik bileşiklerde iyonun

yüküne eşittir.

Alkali metallerin (IA grubu metalleri) bileşiklerindeki yükseltgenme sayıları +1, ve toprak

alkali metallerin (IIA grubu metaller) bileşiklerindeki yükseltgenme sayıları +2 dir. F’in

yükseltgenme sayısı tüm bileşiklerinde -1 dir.

H’ın yükseltgenme sayısı çoğu bileşiklerinde +1dir. Bu kurala uymayan durumlar H2

(burada H = 0) ve NaH gibi iyonik hidrürlerdir (burada H = -1).

O’ın yükseltgenme sayısı çoğu bileşiklerinde -2 dir.. Bu kurala uymayan durumlar O2

(burada O = 0) ve H2O2 yada Na2O2 gibi peroksitlerdir (burada O = -1).

16

+1

+2

+3 -1-2-3

Hangi Gruplar Hangi Yükseltgenme Basamağı

17

Metallerin Asitlerle Tepkimeleri

Metaller asitlerle tepkimeye girdiklerinde tuz ve hidrojen gazı açığa çıkar. Bu tür

tepkimelere metallerin asitlerle tepkimeleri denir.

Asitler, hidrojenden aktif maddelerle reaksiyona girdiklerinde,

Metal + Asit → Tuz + H2(g) tepkimesi gerçekleşir.

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Fakat asiler, soy metallerle (Cu, Hg, Ag, Au ve Pt) etki etmezler. Ancak yarı soy

metallere (Cu, Ag, Hg) derişik H2SO4 ve HNO3 yükseltgen olarak etki ederler.

HNO3 derişik olduğunda NO2 seyreltik asit olduğundan NO gazı açığa çıkar.

Cu + 4HNO3 ------→ Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (derişik)

3Cu + 8HNO3 ------→ 3Cu(NO3)2 + 2NO(g) + 4H2O

18

2Al + 3Fe(NO3)2 →  3Fe + 2Al(NO3)3

                                     2Na + 2H2O →   2NaOH + H2

                                           Mg + 2HCl →   MgCl2 + H2  

Cl2 + 2KBr →   2KCl + Br2  

1. Li,Rb,K,Ba,Sr,Ca,Na: Bu elementler soğuk su ile şiddetli reaksiyon

verirler,çok aktiftirler.

2. Mg,Al,Mn,Zn,Cr,Cd,Fe: Bu elementler sıcak su ile reaksiyon

verirler,aktiftirler.

3. Co,Ni,Sn,Pb,H: Bu elementler ancak asitler ile tepkime verirler.

4. Cu,Hg,Ag,Pt,Au: Asitler ile de tepkime vermezler.

Ag(k)2HNO3(suda) AgNO3(Suda) NO2(g) + H2O(s) Derişik

19

Al(k) + 3HCI (suda) AICI3(suda)+ 3/2H2(g)

Zn(k) + 2HCI(suda) ZnCI2(suda) + H2(g)

Altına yalnızca kral suyu (3HCI+HNO2) karışımı etki eder.

Au(k)+HCI(suda)+HNO3 AuCI3 + NO(g)+ 2HO(s)