Elektrokimya Prensipler

Prensipler
Redoks reaksiyonları
Elektrokimyasal prosesler, kendiliğinden meydana gelen ve elektrik üreten kimyasal reaksiyonların veya bir elektrik akımının kimyasal bir reaksiyona yol açtığı proseslerdir Bir redoks reaksiyonunda, bir atom veya iyonun oksidasyon derecesi (kısaca elektrik yükü) elektron transferi sonucu değişir
Oksidasyon ve Redüksiyon
Bir elektrokimyasal reaksiyonda yer alan elementler, sahip oldukları elektron sayısı ile karakterize edilirler Bir iyonun oksidasyon seviyesi, nötr haline oranla aldığı veya verdiği elektron sayısıdır Eğer bir atom veya iyon, bir reaksiyonda bir elektron verirse oksidasyon seviyesi yükselir, ya da tam tersine, eğer elektron alırsa oksidasyon seviyesi düşer
Örneğin, sodyum, klor ile reaksiyona girdiğinde bir elektron verir ve 1+ oksidasyon seviyesi kazanır Klor da böylece bir elektron alarak 1- oksidasyon seviyesi kazanır Oksidasyon seviyesinin işareti (+ veya - oluşu) her bir iyonun elektronik yüküne karşı gelir Zıt elektrik yüklü sodyum ve klor iyonlarının birbirini çekmesi, iyonik bağ oluşturmalarının nedenidir
Bir maddennin elektron vermesi oksidasyon, elektron kazanması ise redüksiyondur Elektron veren bir madde redükleyici, elektron alan madde ise oksitleyici olarak bilinir Oksitleyici madde reaksiyonda redüklenir, redükleyici madde ise oksitlenir
Oksidasyon ve redüksiyonun aynı anda meydana geldiği reaksiyonlar redoks reaksiyonları olarak bilinir Bu tür reaksiyonlarda maddelerden birisi elektron alırken diğeri elektron verir
Oksidasyonda bir oksitleyiciye gereksinim vardır Oksijen bir oksitleyicidir ama tek oksitleyici değildir Adına rağmen, oksidasyon reaksiyonunda oksijenin bulunmasına gerek yoktur Nitekim, bir ateş, oksijenden başka bir oksitleyici ile beslenebilir; örneğin flor yangınları genellikle kolay kolay söndürülemez, zira flor, oksijenden daha kuvvetli bir oksitleyicidir (elektronegatifliği oksijenden daha yüksektir)
Redoks reaksiyonlarının dengelenmesi
Sulu çözeltilerdeki elektrokimyasal reaksiyonlar, redoks reaksiyonlarının iyon-elektron metodu kullanılarak dengelenmesiyle daha iyi anlaşılabilir Bu metotta, H+ , OH- iyonları, H2O ve elektronlar (oksidasyon değişikliklerini kompanse etmek için) hücrenin yarı-reaksiyonlarına ilave edilirler
Asidik ortam
Asidik ortamda, genel reaksiyonu dengelemek için yarı-reaksiyonlara H+ iyonları ve su ilave edilir Örneğin, manganez sodyum bizmutat ile reaksiyona girdiğinde;



Dengelenmemiş reaksiyon:



Oksidasyon:



Redüksiyon:
Nihayet reaksiyon, redüksiyon yarı-reaksiyonundaki elektron sayısı ile oksidasyon yarı-reaksiyonunu, ve oksidasyon yarı-reaksiyonundaki elektron sayısı ile redüksiyon yarı-reaksiyonunu çarparak dengelenir




ve dengelenmiş reaksiyon:



şeklinde gösterilebilir
Alkali ortam
Alkali ortamda, genel reaksiyonu dengelemek için, yarı reaksiyonlara OH- iyonları ve su ilave edilir Örneğin, potasyum permanganat ile sodyum sülfit arasındaki reaksiyonda:
Dengelenmemiş reaksiyon:
Redüksiyon:
Oksidasyon:
Asidik ortamdakine benzer şekilde, zıt yarı reaksiyonların elektron sayıları ile çarpılarak genel reaksiyon dengelenir




Dengelenmiş denklem:



Nötr ortam
Asidik ortamda kullanılan metot izlenir Örneğin, propan gazının tam yanma reaksiyonunun, elektron iyon metodu kullanılarak dengelenmesi gibi:
Dengelenmemiş reaksiyon:
Redüksiyon:
Oksidasyon:
Asidik ve bazik ortamlardakine benzer şekilde, zıt yarı reaksiyonların elektron sayıları ile çarpılarak genel reaksiyon dengelenir




Dengelenmiş denklem:


Kaynak : Wikipedia