Kimyasal Reaksiyon Çeşitleri

Kimya bölümünde yer alan bu konu SüKuN tarafından paylaşıldı.

  1. SüKuN

    SüKuN Harbi Aktif Üye

    Kimyasal Reaksiyon Çeşitleri
    Kimyasal reaksiyonlar sonucunda kimyasal değişimler söz konusudur. Bir reaksiyon sonucunda reaksiyona giren reaktantın veya reaktantların yapısı ve enerjisi değişir. Kimyasal reaksiyonları şu şekilde sıralayabiliriz.


    01. Sentez Reaksiyonları (Synthesis Reactions)

    X + YXY genel formülü ile ifade edilir. X ve Y reaksiyona giren reaktantları sembolize etmektedir. Reaktantlar, element (N2, O2) olabileceği gibi bileşikte (CO2, CH4) olabilir. Çeşitli sentez reaksiyonları vardır.

    • Herhangi bir elementin, oksijen ile reaksiyonu sonucunda o elementin oksit bileşiği elde edilir.

    2Ba + O2  2BaO

    Bazı elementlerin birden fazla oksit bileşiği vardır. Bunun sebebi ise oksijenle reaksiyona giren metalin farklı yüklere sahip olmasıdır.

    4Cu+ + O2  2Cu2O
    2Cu++ + O2  2CuO

    • İki tane ametalin reaksiyonu sonucunda kovalent bağlı bileşik elde edilir.

    2H2 + O2 2H2O


    • Ametaller oksijen ile reaksiyon verir. Buna örnek olarak karbondioksit gazı eldesini verebiliriz
    C + O2CO2

    • Bileşiklerin sentez reaksiyonlarına aşağıdaki örnek verilebilir.

    6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2

    • Metal oksitlerin su ile reaksiyonu sonucunda hidroksit bileşikleri elde edilir.

    CuO + H2O  Cu(OH)2


    02. Parçalanma Reaksiyonları (Decomposition)

    XY --> X + Y genel formülü ile ifade edilir. Bir bileşikteki bağlar kırılarak kendini oluşturan elementlere veya basit moleküllere ayrışır.



    2HgO  2Hg + O2

    • Eğer bağ kırma işlemi bileşiğe elektrik akım uygulanarak gerçekleştiriliyorsa bu işleme elektroliz denir. Örneğin suyun kendini oluşturan atomlarına ayrıştırılması bu yolla olur.

    2H2O  2H2 + O2

    • Metal karbonatlar ısıtıldıklarında , karbondioksit ve metal oksit şeklinde parçalanırlar

    CaCO3  CaO + CO2

    Li2CO3  Li2O + CO2

    • Metal hidroksitler (NaOH ve KOH hariç) ısıtıldıklarında metal oksit ve su molekülüne ayrışırlar.
    Cu(OH)2  CuO + H2O
    • Metal kloratlar ısıtıldıklarında metal klorürleri (tuzları) ve oksijene ayrışırlar.

    2KClO3  2KCl + 3O2
    Ba(ClO3)2  BaCl2 + O2

    • Bazı asitler ısıtıldıklarında metal olmayan oksitlerine ve suya ayrışırlar

    H2SO4  SO3 + H2O



    03. Tek Atomun Yerdeğiştirme Reaksiyonları (Single Displacement Reactions)






    Bir elementin, bir bileşiği oluşturan elementlerden birisi ile yer değiştirme reaksiyonudur Metal iyon içeren bileşik suda çözünmelidir. Böylece suda çözünen bileşikteki iyonlar serbest hale geçer ve diğer iyonla yer değiştirebilir. Bu reaksiyonun gerçekleşmesi için gerekli kural aktivitesi yüksek olan metal aktivitesi kendinden daha düşük bir metalle yer değiştirebilir.Metallerin aktivesi aşağıda verilmiştir.

    Li>K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Cr>Fe>Ni>Sn>Pb>H2>Cu>Hg>Ag>Pt> Au

    Halojenlerde ise
    F>Cl>Br>I şeklinde yüksek aktiviteye sahip elementten düşük aktiviteye sahip elemente doğru gitmektedir.

    A + XY  AY + X
    A + XY  XA + Y
    Yukarıdaki formülde A, X ve Y element, XY, AY ve XA ise bileşiktir.
    Bu tür reaksiyonlar çeşitli şeklide gerçekleşebilir.
    • Tek haldeki katyon ile bileşikteki katyon yerdeğiştirebilir.

    2Al + 3Fe(NO3)2  3Fe + 2Al(NO3)3
    • Su molekülündeki H atomu metal ile yerdeğiştirebilir.
    2Na + 2H2O  2NaOH + H2
    • Aktivitesi düşük bir metal su buharı ile reaksiyona girdiği zaman metal oksit ve hidrojen gazı oluşturacak şeklide bir reaksiyon gerçekleşir.
    3Fe + 4H2O  Fe3O4 + 4H2
    • Bir asit bileşiği ile metalin reaksiyonunda, asidin hidrojeni ile metal yerdeğiştirerek, tuz ve hidrojen gazı oluştururlar.
    Mg + 2HCl  MgCl2 + H2
    • Halojenlerin yer değiştirme reaksiyonları
    Cl2 + 2KBr  2KCl + Br2
    04. İkili Yerdeğiştirme Reaksiyonları (Double Displacement Reactions)

    İki bileşik reaksiyona girerken birinci bileşiğin katyonu ile ikinci bileşiğin katyonu yer değiştirir.

    AB + XY  AY + BX
    NaCO3 (aq) + BaCl2 (aq)  2NaCl (aq) + BaCO3 (k)
    K3 PO4 (aq) + 3MgF2 (aq)  3KF (aq) + Mg3PO4 (k)
    2NH4 OH(aq) + CuCl2 (aq)  2NH4 Cl(aq) + Cu(OH)2 (k)
    Pb(NO3)2 (aq) + CaBr2 (aq)  Ca(NO3)2 (aq) (aq) + PbBr2 (k)

    Aqueous çözelti (aq) bileşiğin suda çözündüğü anl¤¤¤¤¤ gelmektedir. NaCl (k) sodyum klorürün katı halde olduğunu belirtmektedir. NaCl(aq) ise sodyum klorür tuzunun suda çözünmüş halde olduğunu gösterir (çözelti formunda)

    İki atomun yer değiştirildiği reaksiyonlarda reaskiyona giren reaktantlar suda çözünebilmelidirler. Böylelikle bileşiği oluşturan iyonlar serbest hale geçerek yer değiştirme işlemini yapabilirler.

    Çözünürlük bir bileşiğin sudaki çözünebilme kapasitesinin bir ölçüsüdür. Aşağıdaki tabloda elementlerin değişik anyonlarla yapmış olduğu bileşiklerinin çözünürlükleri ile ilgili bilgiler vermektedir.


    Anyon Solubility
    Nitrat (NO3-) Bütün bileşikleri suda çözünür.
    Asetat (C2H3O2-) Bütün bileşikleri suda çözünür.
    Klorat (ClO3-) Bütün bileşikleri suda çözünür.
    Nitrit (NO2-) Ag+ hariç bütün bileşikleri suda çözünür
    Klorür (Cl-) Ag+, Hg2+2, Pb+2, Cu+ hariç bütün bileşikleri suda çözünür
    Bromür (Br-) Ag+, Hg2+2 , Pb+2 hariç bütün bileşikleri suda çözünür
    İyodür (I-) Ag+, Hg2+2, Pb+2 hariç bütün bileşikleri suda çözünür
    Sülfat (SO42-) Ag+, Ba+2, Sr+2, Ca+2 hariç bütün bileşikleri suda çözünür
    Sulfid (S2-) Alkali metaller (IA), toprak alkali (IIA) ve NH4+ile yaptığı bileşikler hariç diğer metallerle yaptığı bileşikleri suda çözünmez
    Fosfat (PO43-) Alkali metaller (IA) ve NH4+ ile yaptığı bileşikler hariç diğer metallerle yaptığı bileşikleri suda çözünmez
    Karbonat (CO32-) Alkali metaller (IA) ve NH4+ile yaptığı bileşikler hariç diğer metallerle yaptığı bileşikleri suda çözünmez
    Oksit (O2-2) Alkali metaller (IA) ve toprak alkali metaller(IIA)ile yaptığı bileşikler hariç diğer metallerle yaptığı bileşikleri suda çözünmez
    Hidroksit (OH-) Alkali metaller (IA), toprak alkali metaller (IIA)ve NH4+ ile yaptığı bileşikler hariç diğer metallerle yaptığı bileşikleri suda çözünmez

    05. Yanma Reaksiyonları

    Yanma reaksiyonları kimyasal bir bileşiğin oksijen atomu ile reaksiyona girmesi sonucunda gerçekleşir.


    CH4 + O2  CO2 + H2O
    C2H6 + O2  CO2 + H2O
    C6H12O6 + O2  CO2 + H2O
    C2H5OH + O2  CO2 + H2O

    Aşağıdaki reaksiyonların hangi tip reaksiyonlar olduğunu bulunuz

    1. 2Fe + O2 2FeO
    2. 4Fe + 3O2 2Fe2O3
    3. 2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O
    4. Ca(OH)2 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O
    5. 2NaCl 2Na + Cl2
    6. 2Na + H2O 2NaOH + H2
    7. N2 + 3H2 2NH3
    8. HCl + FeS FeCl2 + H2S
    9. Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
    10. 2P + 3Cl2 2PCl3
    11. HCl + AgNO3 HNO3 + AgCl
    12. C7H16 + 11O2 7CO2 + 8H2O
    13. P4O10 + 6H2O4H3PO4
    14. 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2
    15. 2H3PO4 H4P2O7 + H2O
    16. Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4
    17. CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2
    18. Fe2O3 + 3C 3CO + 2Fe
    19. 2MgNH4PO4 Mg2P2O7 + 2NH3 + H2O
    20. 2As + 6NaOH 2Na3AsO3 + 3H2
    21. C10H16 + 8Cl2 10C + 16HCl
    22. AgNO3 + Cu CuNO3 + Ag

    Cevaplar
    1. Sentez reaksiyonları
    2. Sentez reaksiyonları
    3. Yanma reaksiyonları
    4. Çift atom yerdeğiştirme
    5. Ayrışma reaksiyonları
    6. Tek atom yerdeğiştirme
    7. Sentez reaksiyonları
    8. Çift atom yerdeğiştirme
    9. Tek atom yerdeğiştirme
    10. Sentez reaksiyonları
    11. Çift atom yerdeğiştirme
    12. Yanma reaksiyonu
    13. Sentez reaksiyonları
    14. Tek atom yerdeğiştirme
    15. Ayrışma reaksiyonları
    16. Çift atom yerdeğiştirme
    17. Çift atom yerdeğiştirme
    18. Tek atom yerdeğiştirme
    19. Ayrışma reaksiyonları
    20. Tek atom yerdeğiştirme
    21. Tek atom yerdeğiştirme
    22. Tek atom yerdeğiştirme


    06. Yükseltgenme İndirgenme Reaksiyonları

    Elektron transferi ile gerçekleşen bir reaksiyondur.

    Yükseltgenme olayı atomun elektron kaybetmesi ile veya oksidasyon sayısının artması ile gerçekleşirken indirgenme olayı ise atomun elektron kazanması ile veya oksidasyon sayısının azalması ile gerçekleşir.

    S +O2  S O2
    0 0 4+ 2-

    Yukarıdaki reaksiyonda kükürtün oksidasyon sayısı 0’dan 4+’e yükselmiştir. Kükürt yükseltgenmiştir denir. Oksijenin ise oksidasyon sayısı 0’dan -2’ye azalmıştır (2 elektron kazanmıştır). Oksijen indirgenmiştir. Bu tür reaksiyonlarda bir atom kendi kendine indirgenemez veya yükseltgenemez. Yükseltegenen atom aynı zamanda indirgen ajan olarak bilinir. Tam tersine indirgenen atom aynı zamanda yükseltgen ajandır. Bu tür elektron alış verişi olan reaksiyonlara redoks tepkimeleri denir.

    Bu tür reaksiyonlarda hesap yapılabilmesi için öncelikle atomların veya bileşiklerin oksidayon sayılarının bilinmesi gerekmektedir. Genel olarak şu şekilde sınıflandırılabilir.

    1. Elementel haldeki ( O2, Na, H2, P4) tüm atomların oksidasyon sayısı 0 dır
    2. Basit iyonlarda oksidasyon sayısı iyonun sahip olduğu yüke eşittir (Cl- = -1, Na+ = +1)
    3. Hidrojen bir çok reaksiyonda +1 oksidasyon sayısına sahiptir.
    4. Oksijen içeren bileşiklerde oksijen genellikle -2 oksidasyon basamağına sahiptir. Fakat peroksit bileşiklerinde oksijen -1 oksidasyon basamağına sahiptir.
    5. Flor -1 oksidasyon sayısına sahiptir.

    Yukarıdaki temel kurallar eşliğinde bileşiği oluşturan atomların oksidayon basamakları hesaplanabilir. Burada öncelikle bileğin toplam oksidasyon sayısına bakılmalıdır. Yani eğer yüksiz bir bileşikse toplam oksidasyon sayısı o’ dır. Veya (-) yüklü bir bileşikse toplam oksidasyon basamağı (-1) dir.

    K2CO3 yüksüz bir bileşik olduğu için toplam oksidasyon basamağı 0’ dır. Yani bileşiği oluşturan elementlerin elektronlarının toplamı 0 olmalıdır. Oksijenin -2 oksidasyon basamağına sahip olduğunu söylemiştik. Bileşikte 3 tane oksijen olduğundan ,oksijenden gelen elektron sayısı 3 x (-2)= -6 dır.
    K 1+ oksidasyon basamağına sahiptir. Potasyumdan gelen elektron sayısı 2 x (+1)= +2. Buradan karbonun oksidayon sayısını bulabiliriz.

    (-6) + (+2) + (x) = 0

    x = +4 olmalıdır.

    HSO4 - örneğinde ise bileşiğin toplam oksidasyon sayısı -1 dir .

    Hidrojenin oksidasyon basamağı +1, oksijenin oksidasyon basamağı (-2) x 4 = 8

    Kükürtün oksidasyon basamağı bulunabilir. (+1) + (-8) + (x) = -1

    x = +6

    Eğer kükürt S2 şeklinde olsaydı o zaman (2x) demeliydik.

    Yukarıda bahsedilenleri bir örnek üzerinde uygulayabiliriz.

    Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

    Fe2O3 bileşiğinde oksijenin oksidasyon sayısının -2 olduğunu ve bileşiğin toplam oksidayon sayısının 0 olduğunu biliyoruz
    3 x (-2) + (2x)= 0
    x= +3 (demirin oksidasyon basamağı)

    Fe’ nin oksidasyon sayısı +3’den 0’ azalmış, yani elektron kaybetmiş, yani indirgenmiş, bu nedenlede yükseltgen ajan

    CO bileşiğindeki karbonun oksidasyon sayısı (-2) + (x) = 0
    X= +2 (karbonun oksidasyon sayısı)

    CO2 bileşiğindeki karbonun oksidasyon sayısı 2 x (-2) + (x) = 0
    X= +4 (karbonun oksidasyon sayısı)

    C’ nin oksidasyon sayısı +2’den +4’ e yükselmiş , yani elektron kazanmış, yani yükseltgenmiş, bu nedenlede indirgen ajan.

    06.01 Redoks Tepkimelerinin Eşitlenmesi

    06.01.01 Reaksiyon Asidik çözeltide gerçekleşiyor ise

    1. Öncelikle verilen reaksiyonun yarı basamak reaksiyonları yazılarak atomların gerekli stokiyometrik dengeleri sağlanır.

    MnO4- + As4O6 Mn2+ + H3AsO4 (ana reaksiyon)

    MnO4-  Mn2+ (Mn +7 den +2 ye indirgeniyor)

    As4O6 4H3AsO4 (As +3 den +5e yükseltgeniyor)

    2. Reaksiyondaki Oksijen ve hidrojen dengeleri sağlanır.
    • Eğer reaksiyon asidik ortamda oluşuyorsa her oksijen atomu için reaksiyonun karşı tarafına 1 H2O molekülü eklenir. Hidrojen dengesini sağlamak içinde su eklenen tarafın zıt tarafına gerektiği kadar H+ iyonu eklenir.

    8H+ +MnO4-  Mn2+ + 4 H2O

    10 H2O + As4O6 4H3AsO4 + 8H+
    (reaksiyonun sağ tarafında 16 oksijen, sol tarafında 6 oksijen bulunmaktadır. Bu nedenle sol tarafa 10 H2O eklenmelidir)

    3. Herbir ara reaksiyondaki, reaksiyonun sağında ve solundaki yükü eşitlemek için gerekli tarafa elektron eklenir.
    8H+ +MnO4-  Mn2+ + 4 H2O

    8 + (-1) = +7
    +7= +2  5e + (+7) =+2 ( +2) = +2

    5e + 8H+ +MnO4-  Mn2+ + 4 H2O
    10 H2O + As4O6 4H3AsO4 + 8H+ + 8e

    4. İki yarı tepkimenin elektronlarını aynı yapıp yok edebilmek için gerekli katsayı ile çarpılır ve yarı tepkimelere taraf tarafa toplanır

    8x ( 5e + 8H+ +MnO4-  Mn2+ + 4 H2O )
    5 x( 10 H2O + As4O6 4H3AsO4 + 8H+ + 8e)


    40e + 64H+ +8MnO4-  8Mn2+ + 32H2O )
    50 H2O + 5As4O6 20H3AsO4 + 40H+ + 40e
    _________________________________________
    24H+ +8MnO4- + 5As4O6 + 18 H2O  8Mn2+ + 20H3AsO4


    06.01.02 Reaksiyon Bazik Çözeltide Gerçekleşiyor ise

    1. Öncelikle verilen reaksiyonun yarı basamak reaksiyonları yazılarak atomların gerekli stokiyometrik dengeleri sağlanır.

    MnO4- + N2H4 MnO2 + N2 (ana reaksiyon)

    MnO4-  MnO2

    N2H4 N2

    2. Reaksiyondaki Oksijen ve hidrojen dengeleri sağlanır.
    • Eğer reaksiyon bazik ortamda oluşuyorsa ise her oksijen atomu için reaksiyonun karşı tarafına 1 H2O molekülü eklenir. Eklenen suda bulunan hidrojen sayısı kadar diğer tarafa H2O molekülü eklenir. Tekrar oksijen, hidrojen eşitliğini sağlamak için eklenen su molekül kadar diğer tarafa OH- eklenir.

    MnO4-  MnO2 + 2 H2O

    4H2O + MnO4-  MnO2 + 2 H2O

    4H2O + MnO4-  MnO2 + 2H2O + 4OH- (sağdaki ve soldaki su molekülleri birbirini götürür)

    2H2O + MnO4-  MnO2 + 4OH-

    N2H4 N2 + 4H2O (her H atomu için 1 mol H2O gerekli)

    4OH- + N2H4 N2 + 4H2O (her eklenen 1 mol H2O molekülü için 1 mol OH- ters tarafa eklenir)


    3. Herbir ara reaksiyondaki, reaksiyonun sağında ve solundaki yükü eşitlemek için gerekli tarafa elektron eklenir.

    2H2O + MnO4-  MnO2 + 4OH-

    (-1) = - 4
    (-1) + 3e = - 4

    3e + 2H2O + MnO4-  MnO2 + 4OH-

    4OH- + N2H4 N2 + 4H2O

    (-4) = O
    (-4) = O +4e
    4OH- + N2H4 N2 + 4H2O + 4e


    4. İki yarı tepkimenin elektronlarını aynı yapıp yok edebilmek için gerekli katsayı ile çarpılır ve yarı tepkimelere taraf tarafa toplanır


    4 x (3e + 2H2O + MnO4-  MnO2 + 4OH-)

    3 x (4OH- + N2H4 N2 + 4H2O + 4e)

    12e + 8H2O + 4 MnO4-  4 MnO2 + 16OH-)
    12OH- + 3N2H4 3N2 + 12H2O + 12e
    _______________________________________
    4 MnO4- + 3N2H4  4 MnO2 + 3N2 + 4H2O + 4OH-
     

Bu sayfa için etiketler

  1. reaksiyon çesitleri