Kimyasal Denklemler

KİMYASAL DENKLEMLER

• KİMYASAL DENKLEMLER

• İki ya da daha fazla maddenin birbirleri ile etkileşerek kendi özelliklerini kaybedip yeni özelliklerde bir takım ürünler meydana getirmesine kimyasal olay, bunların formüllerle gösterilmesine kimyasal denklem denir Kimyasal denklemlerde (®) işaretinin sol tarafında reaksiyona girenler, sağ tarafında da ürünler bulunur
• Hidroklorik asit ve sodyum hidroksitin reaksiyonundan yemek tuzu ve su meydana gelir Bu kimyasal olayın denklemi

HCl + NaOH ®NaCl + H2O
şeklindedir Bu olayda reaksiyona giren ve çıkan atom sayıları birbirine eşittir

Kimyasal reaksiyonlarda değişmeyen bazı özellikler

• Atom sayısı ve cinsi
• Toplam kütle
• Toplam proton sayısı
• Toplam nötron sayısı
• Toplam elektron sayısı
• Kütle numaraları
• Çekirdek kararlılıkları

Kimyasal reaksiyonlarda;
Mol sayısı, molekül sayısı, basınç, hacim, sıcaklık değişebilir


BASİT DENKLEM DENKLEŞTİRME
Karışık redoks reaksiyonlarının dışındaki denklemleri denkleştirmek için atom sayısı en fazla olan bileşiğin kat sayısı 1 olarak alınır Diğerlerinin katsayısı buna bağlı olarak sayılarak bulunur

DENKLEM KATSAYILARININ YORUMU ve ANLAMI
Bir kimyasal denklemde maddelerin baş tarafında bulunan katsayılar mol olarak yorumlanır
Şayet reaksiyona giren ve oluşan maddelerin tamamı gaz olursa kat sayılar hacim (lt) olarak da yorumlanabilir
N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g) denklemi;
1 mol N2(g) ile 3 mol H2 tepkimeye girmiş 2 mol NH3 oluşmuştur Şeklinde yorumlanır
Bu denklemde maddelerin tamamı gaz olduğundan 1 hacim N2 ile 3 hacim H2 tepkimeye girmiş ve 2 hacim NH3 oluşmuş şeklinde de yorumlanabilir
Ya da 1 lt N2 ile 3 lt H2 tepkimeye girerse 2 lt NH3 oluşur da denilebilir

REAKSİYON TİPLERİ
1 Asit - Baz reaksiyonları

• Asit ve bazların reaksiyonundan tuz ve su oluşur Olaya nötürleşme denir Su oluşurken asidin H+ iyonu ile bazın OH- iyonu birleşir

HCI + NaOH ® NaCI + H2O

• Asit oksitlerin bazlarla, bazik oksitlerin asitlerle ve asit oksitlerin bazik oksitlerle reaksiyonları da asit baz reaksiyonudur
  CO2 + 2NaOH ® Na2CO3 + H2O
  
• Anhidrobaz olan NH2 ün asitlerle reaksiyonundan yalnız tuz oluşur
  2NH3 + H2SO4 ® (NH4)2SO4
  
• Na2CO3 ve CaCO3 gibi bazik tuzların asitlerle reaksiyonundan tuz ve su oluşur, CO2 gazı açıga çıkar

CaCO3 + 2HCI ® CaCI2 + CO2(g) + H2O

2 Metallerin asitlerle reaksiyonu

• Hidrojenden aktif metallerin asitlerle reaksiyonundan tuz oluşur Hidrojen gazı açıga çıkar

Mg + 2HCI ® MgCI2 + H2(g)
Zn + 2HCI ® ZnCI2 + H2(g)

• Soy ve yarı soy metallere oksijensiz asitler etki etmez

Cu + HCI ®Reaksiyon vermez
Ag + HCI ® Reaksiyon vermez

• Yarısoy metallere (Cu - Hg - Ag) HNO3 ve H2SO4 gibi asitler yükseltgen özellikte etki ederler Reaksiyon sonucu H2 gazı açıga çıkmaz

Derişik H2SO4 kullanıldığında SO2 gazı açığa çıkar Seyreltik H2SO4 reaksiyon vermez Derişik HNO3 den NO2(g), seyreltik HNO3 den NO(g) elde edilir

3 Metallerin bazlarla reaksiyonu
Kuvvetli bazlarla yalnızca anfoter metaller (Al, Zn, Sn, Pb ) reaksiyon verir Tuz oluşur Hidrojen gazı açığa çıkar
Zn + 2NaOH ® Na2 ZnO2 + H2(g)
AI + 3NaOH ® Na3AIO3 + 3/2 H2(g)

4 Organik bileşiklerin yanma reaksiyonu
Hidrokarbon; yapısında C ve H atomu bulunduran bileşiklerdir Bazı organik bileşiklerin yapısında C - H - O atomları bulunur Organik bileşiklerin yanmasından CO2 ve H2O oluşur
C3H6 + 9/2 O2 ® 3CO2 + 3H2O
C2H5 OH + 3O2 ® 2CO2 + 3H2O

5 Yer değiştirme reaksiyonları
Aktiflik: Metallerin elektron verebilme, ametallerin elektron alabilme kabiliyetine aktiflik denir
Aktif olan bir metal daha pasif olan metal katyonu ile yer değiştirir

Fe(k) + 2AgNO3(ag) ® Fe(NO3)2(ag) + 2Ag(k)

• Aktif olan bir ametal daha pasif olan ametal anyonu ile yer değiştirir

2NaI + Br2 ® 2Na Br + I2

• Anyon ve katyon her ikisi de yer değiştirir

AgNO3 + NaCI ® AgCI + NaNO3

6 Aktif metallerin su ile reaksiyonu
Li K Ba Sr Ca Na gibi aktif metallerin su ile reaksiyonundan hidrojen gazı açıga çıkarken metal hidroksit oluşur
Na + H2O ® NaOH + 1/2 H2(g)

7 Analiz (Ayrışma) Reaksiyonları
Bir bileşiğin kendisinden daha basit maddelere ayrıştırılmasına analiz denir
Aşağıdaki denklemler analiz reaksiyonlarına örnek olarak verilebilir
CaCO3 + ısı ® CaO + CO2(g)
elektroliz
H2O ¾¾¾® H2 + 1/2 O2

8 Sentez (Birleşme) reaksiyonları
Birden fazla maddenin birleşerek yeni özellikte yeni bir madde oluşturması olayına sentez denir
H2 + 1/2 O2 ® H2O
N2 + 3H2 ® 2NH3

Redoks Reaksiyonları
Kimyasal reaksiyonların birçoğunda reaksiyona giren maddeler arasında elektron alışverişi olur Böyle reaksiyonlara redoks reaksiyonları denir
Redoks, yükseltgenme (elektron verme) ve indirgenme (elektron alma) olaylarının birleşimidir
Elektron veren atom kendisi yükseltgenirken karşısındakini indirgediğinden dolayı indirgendir Elektron alan atom kendisi indirgenirken karşısındakini yükseltgediği için yükseltgendir

Yükseltgenme (Elektron verme)
Al0 ® Al+3 + 3e-
3e- vermiş, ya da 3e- ile yükseltgenmiş
Cl-1 ® Cl+7 + 8e-
8e- vermiş, ya da 8e- ile yükseltgenmiş
2Cl ®Cl2 + 2e-
2e- vermiş, ya da 2e- ile yükseltgenmiş
S3-2 ® 3S+6 + 24e-
24e- vermiş, ya da 24e- ile yükseltgenmiş

İndirgenme (Elektron alma)
Mg+2 + 2e- ® Mg0 2e-
almış ya da 2e- ile indirgenmiş
P+5 + 2e- ® P+3 2e-
almış ya da 2e- ile indirgenmiş
N2 + 6e- ® 2N-3 6e-
almış ya da 6e- ile indirgenmiş

Redoks Denklemlerinin Denkleştirilmesi
Sırası ile şu işlemler yapılmalıdır;

1. Değerlik değiştiren elementler tespit edilerek her iki taraftaki değerlikleri bulunur
2. Yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimeleri ayrı ayrı yazılır
3. Verilen elektron sayısı alınan elektron sayısına eşit olması gerektiğinden uygun katsayılar kullanılarak elektron eşitliği sağlanır
4. Reaksiyon, iyon reaksiyonu ise (asidik ortamda ya da bazik ortamda gerçekleşen bir tepkime ise) H+ ya da OH- iyonları ekleyerek veya denklem üzerinde H+ ya da OH- iyonları gözüküyorsa bunların katsayıları değiştirilerek yük denkliği sağlanır Gerekli tarafa H2O yazılır
5. Reaksiyona giren atomların cins ve sayısı, reaksiyondan çıkan atomların cins ve sayısına eşit olması gerektiğinden dolayı atom eşitliği sağlanmamış atomlar uygun katsayılarla eşitlenir

Örnek - 1
KMnO4 + HCI ® KCI + MnCI2 + CI2 + H2O
denklemini en küçük tam sayılarla denkleştiriniz

Çözüm
Elementlerin denklemde değerliklerini bulalım

Değerlik değiştiren elementler Mn ve CI dir Mn+7 den Mn+2 ye indirgenmiş, CI- den CI20 a yükseltgenmiştir indirgenme ve yükseltgenme yarı reaksiyonlarını yazalım
Mn+7 + 5e- ® Mn+2 (indirgenme)
2CI- ® CI02 + 2e– (yükseltgenme)
Elektron sayılarını eşitlemek için indirgenme yarı reaksiyonunu 2, yükseltgenme yarı reaksiyonunu 5 ile çarpalım
2/ Mn+7 + 5e- ® Mn+2 (indirgenme)
5/ 2CI- ®CI2 + 2e– (yükseltgenme)

2Mn+7 + 10CI– ® 2Mn+2 + 5CI2
ürünlerin katsayılarını esas denkleme yazalım
KMnO4 + HCI ® KCI + 2MnCI2 + 5CI2 + H2O
Sağ tarafta 2 tane Mn vardır KMnO4 ün katsayısı 2 olursa sol taraftaki Mn’de 2 tane olur
Solda 2K vardır, sağdaki KCI nin katsayısı 2 olmalıdır
Klor atomları sağ tarafta toplam 16 tane vardır HCI nin katsayısı 16 olmalıdır
Solda 16 tane H atomu varsa, H2O nun katsayısı 8 olmalıdır
Denklemin denkleştirilmiş hali;

2KMnO4+16HCI ® 2KCI + 2MnCI2 + 5CI2 + 8H2O

şeklinde olur

Örnek - 2
Asidik ortamda gerçekleşen

tepkimesini en küçük katsayılarla denkleştiriniz?

Çözüm
Elementlerin değerlikleri bulunur

Değerlik değiştiren elementler Sb, S ve N’dur
Sb ve S yükseltgenirken verdikleri elektronları N alarak indirgenmiştir

N+5 + e– ® N+4
Elektron sayılarını eşitlemek için yükseltgenme yarı reaksiyonlarını 1 ile, indirgenme yarı reaksiyonunu 28 ile çarpalım
1/Sb2+3 ® Sb2 + 4e’ (Yükseltgenme)
1/S2-2 ® 3S+6 + 24e (Yükseltgenme)
28/N+5 + le’ ® N+4 (İndirgenme)
_______________________________
ürünlerin kat sayılarını esas denkleme yazalım

İyonik olduğu için yük denkliği eşitlenmeli Soruda verilen iyonlar esas alınarak asitli ortam olduğu için H+ ve H2O yazılacak Girenlerin yük toplamı (– 28), çıkanların yük toplamı (–6) Yükleri eşitlemek için girenler tarafına 22 H+ yazılmalıdır 22 H+ yazılınca H eşitliğini sağlamak için çıkanlar tarafına 11 H2O yazılmalıdır
Denklemin denkleşmiş hali,

şeklinde olur