TYT-Kimya 17. Kimyasal Denklemler

Kimyasal Tepkimeler

Kimyasal Tepkime (değişim): Bir veya daha fazla maddenin yeni maddelere dönüşmesidir.
Kimyasal Denklem: Kimyasal değişim öncesinde ve sonrasında maddelerin sembol ve formülleri kullanılarak yazılan eşitliklerdir.

Tepkime denklemine yazılan ok işareti tepkimenin yönünü gösterir.

\(2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(g)\)

Yukarıdaki tepkimede gösterildiği gibi tepkime okunun sol tarafına yazılan maddelere girenler (reaktif) tepkime sonucunda oluşan ve okun sağ tarafına yazılan maddelere ise ürün denir.

Kimyasal denklemlerde sembol ya da formülün sonuna parantez içinnde (katı)/(k), (sıvı)/(s), (gaz)/(g) gösterimleri kullanılarak maddelerin fiziksel halleri belirtilir. Suda çözünmüş olduğunu ifade etmek için ise (suda)/(aq) gösterimleri kullanılır.
Bazı tepkimelerde tepkimenin gerçekleştiği şartlar (sıcaklık, basınç) veya ek bilgiler (katalizör, ışık), ısı ihtiyacı olan tepkimelerde delta (\(\Delta\)) işareti okun üzerine ya da altına yazılabilir.

Delta H pozitif ise tepkime endotermik,negatif ise tepkime ekzotermiktir.

\(\ce{C2H4(g) + H2(g) ->[800^\circ C, Al2O3] C2H6(g)}\)

Kimyasal Tepkimelerde Korunan Özellikler

Atom sayısı ve türü
Toplam kütle
Toplam proton sayısı
Toplam nötron sayısı
Toplam elektron sayısı
Çekirdek yükü
Toplam yük
Çekirdeğin yapısı
Toplam enerji

Kimyasal Tepkimelerde Değişebilen Özellikler

Mol sayısı
Molekül sayısı
Tanecik sayısı
Madde sayısı ve çeşidi
Taneciğin elektron sayısı
Hacim ve basınç (gazlar için)
Renk, koku, tat, iletkenlik vb.

Tepkime Denklemlerinin Denkleştirilmesi

Tepkimede, formülündeki atom sayısı en fazla olan bileşiğin katsayısı genellikle 1 yazılarak denkelştirme işlemine başlanır.
Bileşiklerin ya da elementlerin önüne yazılan katsayılar çarpım durumundadır.
Tek atomlu elementlerin (\(Na, Fe, Cu\)) ve bileşik formüllerin (\(H_2O, NaCl\)) önüne kesirli katsayılar yazılmaz, ancak \(H_2, O_2\) ve \(N_2\) gibi molekül yapılı elementlerin katsayıları 1/2, 3/2 gibi kesirli sayılar olabilir.
- Çünkü Na gibi bir tane elementin yarısı olamaz, fakat \(N_2\) nin olabilir (N)
Bileşik formüllerinde parantez içine yazılan atomların sayısı, parantez dışındaki indislerle çarpılarak bulunur. \(\ce{Al2(SO4)3}\) bileşiğinin formülünde 2 tane Al, 3 tane S ve 12 tane O atomu vardır.
- \(\ce{2Al2(SO4)3}\) de ise 4 Al, 6 S, 24 O vardır.
H ve O dışındaki elementlerin sayılarının eşitlenmesine öncelik verilir, daha sonra sırasıyla H ve O atomlarının sayısı eşitlenir.

Denkleştirmedeki genel sıralama \(MAHO\) şeklindedir.
Önce Metaller, sonra Ametaller, sonra Hidrojen en son ise Oksijen

Tepkimelerde girenlerdeki her elementin toplam sayısı, ürünlerdekine eşit olmalıdır.

Örnekler

Katsayıları bilinmeyen bu formüllere katsayıları yerleştir.

\(\ce{1C5H10 + 15/2O2 -> 5CO2 + 5H2O}\)
- Eğer en küçük tam sayılarla denkleştirme sorulursa, kesirli sayıları tam sayıya çevirmek için her yeri payda ile çarp.
\(\ce{1C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O}\)
\(\ce{2Fe(OH)3 + 3H2SO4 -> 1Fe2(SO4)3 + 6H2O}\)
\(\ce[1Na2SO3 + 2HCl -> 2NaCl + 1SO2 + 1H2O]\)
\(\ce{1B2H6(g) + 6H2O(s) -> 2B(OH)3(suda) + 6H2(g)}\)
- Bunda hidrojenden önce oksijene bakılır.

Denklemdeki X in formülünü bul.

\(\ce{4X + 1BCl3 -> 1NaBH4 + 3NaCl}\)
- \(NaH\)
\(\ce{4BF3 + 3BH^{-}4 -> 3X + 2B2H6}\)
- \(BF_4^{-}\)

Tepkime Türleri

Yanma Tepkimeleri

Yanma tepkimeleri, bir maddenin oksijen gazı ile gerçekleştirdiği tepkimelerdir.

Tuzların oksijen ile tepkimesi yanma değildir!

Yanma tepkimelerinde ürün olarak, yanıcı maddenin içerdiği elementlerin oksijenli bileşikleri elde edilir.
- \(\ce{2Fe(k) + 3/2O2(g) -> Fe2O3(k)}\): (paslanma, yavaş)
- \(\ce{C2H4(g) + 3O2(g) -> 2CO2(g) + 2H2O(g)}\): (hızlı)
Karbon ve hidrojenden oluşan organik bileşiklerin yanması soncunda daima \(\ce{CO2}\) ve \(\ce{H2O}\) meydana gelir.
- \(\ce{C6H12 + 9O2 -> 6CO2 + 6H2O + heat}\)
- Organik bileşikteki karbon kadar karbon dioksit, hidrojenin yarısı kadar da su açığa çıkar.
Yanma tepkimelerinden paslanma, meyvelerin kararması vb. olanları yavaş yanma, odunun, kömürün vs. yanması ise hızlı yanmadır. Yavaş yanmada ışık görülmezken hızlı yanmada ışık ve ısı meydana gelir.
Azot (\(N_2\)) gazının yanması dışında yanma tepkimeleri ekzotermiktir. (ısı verir)
- \(\ce{N2(g) + O2(g) + heat -> 2NO(g)}\)
Yanma olayının gerçekleşmesi için Oksijen, Yanıcı madde ve Tutuşma sıcaklığı gerekir.
Eğer ortamda yeterince hava yoksa tam yanme gerçekleşemez. Örneğin kömür tam yanmadığında \(CO_2\) yerine zehirli \(CO\) gazı oluşur.
Bir oksit bileşiğindeki oksijenin yanındaki element en küksek yükseltgenme basamağındaysa o bileşik yanmaz.
- \(\ce{^{2+}CO + O2}\) yanar, \(\ce{^{4+}CO2 + O2}\) yanmaz.
- \(\ce{^{4+}SO2 + O2}\) yanar, \(\ce{^{6+}SO3 + O2}\) yanmaz.

Sobalarda közün üzeri asla kömür ile kapatılmamalıdır, köz hava ile temas etmelidir. Yoksa \(CO_2\) yerine \(CO\) oluşur. Sobadaki yakıt yukarıdan aşağı doğru yanmalıdır. Mümkünse yatarken soba kapatılmalı, değilse ortam havalandırılmalıdır.

Yangın söndürücü maddeler aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır.
- Yanmamalı
- Havadan ağır olmalı
- Yanan yüzeyin hava ile temasını kesmeli

Asit-Baz Tepkimeleri

Asitler, suda çözündüğünde hidrojen iyonu \((H^+)\), bir başka gösterim biçimiyle de hidronyum iyonu \((H_3O^+)\) oluşturan maddelerdir. \(\ce{(HCl, HNO3, H2SO4, H2CO3, CH3OOH, HI, HF, H3PO4, HCN)}\)

\(\ce{HCl(suda) + H2O(s) -> H3O+(suda) + Cl-(suda)}\)
\(\ce{H2SO4(suda) + 2H2O(s) -> 2H3O+ + SO4^{2-}(suda)}\)

Bazlar, suda çözündüğünde hidroksit \((OH^-)\) oluşturan maddelerdir.

\(\ce{HCl -> H+ + Cl-}\)
\(\ce{NaOH(suda) -> Na+(suda) + OH-(suda)}\)
\(\ce{NH3(suda) + H2O(s) <=> NH^{+}_4(suda) + OH-(suda)}\)

Asit ve baz sulu çözeltileri karıştırıldığında aralarında gerçekleşen tepkime sonucunda tuz ve su elde edilir. Bu tepkimeler nötralleşme tepkimesi olarak adlandırılır.

\(\ce{ASIT + BAZ -> TUZ + SU}\)

\(\ce{HCl(suda) + KOH(suda) -> KCl(suda) + H2O}\)
\(\ce{2HNO3(suda) + Ca(OH)2(suda) -> Ca(NO3)2(suda) + 2H2O(s)}\)

Nötralleşme tepkimelerinde net iyon denklemi \(H^+\) iyonu ile \(OH^-\) iyonunun \(H_2O\) molekülünü oluşturmasıdır.

\(\ce{H+(suda) + OH(suda) -> H2O(s)}\) (net iyon denklemi/net nötrleşme tepkimesi)
Suyun dışındaki, tuzu oluşturan iyonlar ise seyirci iyon olarak adlandırılır.

Her nötralleşme tepkimesi asit-baz tepkimesidir. Ancak her asit-baz tepkimesi nötralleşme tepkimesi değildir. Örneğin amonyak baz, hidroklorik asit asit olmasına rağmen tepkime sonucunda su oluşmadığı için nötralleşme tepkimesi değil, asit baz tepkimesidir.

\(\ce{NH3(g) + HCl(g) -> NH4Cl(k)}\)

Ancak; \(\ce{NH3(aq) + HCl(aq) -> NH4Cl(aq)}\) tepkimesi nötralleşme tepkimesidir. Çünkü girenlerdeki maddelerden \(NH_3\) suya, su molekülünün bir hidrojenini alarak (\(NH_4^+\)) ortama \(OH^-\) verir, \(HCl\) ise bir hidrojenini bırakarak \((Cl^-)\) ortama \(H^+\) verir ve bunların tepkimesinden su oluşur.

Asit-baz tepkimeleri ekzotermiktir.

Analiz (Ayrışma) Tepkimeleri

Bir bileşiğin ısı veya elektroliz gibi kimyasal yollarla daha küçük kimyasal türlere ayrıştırılmasına analiz tepkimesi denir.

\(\ce{H2O(g) ->[Elektroliz] H2(g) + 1/2O2(g)}\)
\(\ce{KBrO3(k) + heat -> KBr(k) + 3/2O2(g)}\)
\(\ce{CaCO3(k) + heat -> CaO(k) + CO2(g)}\)

Analiz tepkimeleri genellikle endotermiktir.
\(\ce{NO2(g) -> 1/2N2 + O2 + heat}\) ise ekzotermiktir.

Sentez (Oluşum) Tepkimeleri

En az iki kimyasal türün tepkimesinden bileşik oluşması tepkimeleri sentez tepkimesi olarak adlandırılır.

\(\ce{Na2O + SO3 -> Na2SO4}\) sentez tepkimesidir.
\(\ce{C2H6 + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O}\) sentez tepkimesi değildir.

Sentez tepkimeleri genellikle ekzotermiktir.

Çözünme-Çökelme tepkimeleri

İyonik bileşiklerin sulu çözeltileri karıştırılırsa, birindeki katyon ile diğerindeki anyonun oluşturduğu iyonik bileşik eğer suda çok az çözünüyor ise çökme durumu gerçekleşebilir. Böyle bir durumda oluşan katı madde çökelti ya da çökelek olarak adlandırılır.

İki farklı sulu çözeltinin karıştırılmasıyla bir araya gelen iyonların birleşip çökmesiyle gerçekleşen tepkimelere çözünme-çökelti tepkimesi denir.

\(\ce{NaCl(aq) + AgNO3(aq) -> AgCl(k) + NaNO3(aq)}\)
- Burada \(AgNO_3\) çökeltidir.
- Bu ayrıca yer değiştirme tepkimesidir çünkü Na ile Ag yer değiştirmiştir.

Çözünme-çökelme tepkimelerinde katıyı oluşturan tanecikler net tepkimeyi verir. Geri kalanlar ise seyirci iyondur.

Tepkimedeki net iyon denklemi çökme olayını ifade eder.
- \(\ce{Ag+(aq) + Cl-(aq) -> AgCl(k)}\) (net iyon denklemi)
Çökeleğin yapısında olmayıp, çözelti içinde serbest halde bulunan iyonlar da (\(Na^+ ve NO_3^-\)) seyirci iyon olarak adlandırılır.
Mağaralardaki sarkıt ve dikitlerin, travertenlerin oluşumu çözünme-çökelti tepkimelerine örnektir.

Ortamda sulu çözelti halinde iyon varsa elektriği iletir, elektriği iletiyorsa da çözelti elektrolittir.