Kimyasal Tepkimeler


01. Kimyasal Eşitlikler ve Tepkimeler

Kimyasal tepkime, bir veya bir kaç maddenin yeni bir bileşik türüne dönüştürülmesi işlemidir. Bir tepkime olduğunu söylemek için renk değişimi, çökelek oluşumu, gaz çıkışı ve ısı salınması yada soğurulması gibi olaylar olmalıdır. Bazan bu fiziksel olaylar gözlemlenmez o zaman ayrıntılı olarak analiz yapılır. Genelde Kimyasal tepkime denklemi tepkimeye girenler solda, ürünler de sağ tarafta yazılır.

Karbon monoksit + oksijen Karbon dioksit

1. İsimleri, kimyasal formüller ile değiştirirsek, aşağıdaki ifadeyi elde ederiz.

2. Kimyasal eşitliği elde etmek için atom sayılarını eşitlenir.

CO ve CO2 formüllerinin başına 2 katsayısı eklenip denklik elde edilir. Böylece iki molekül CO ve bir molekül O2 birleşerek 2 molekül CO2 meydana getirdiği anlaşılır. Denkleştirmede katsayılar ayarlanarak denkleştirme yapılır asla tepkimeyi bozacak formüller yazılmamalıdır.

Denklem denkleştirirken formüllerin başına yazılan sayılara stokiyometrik katsayılar ismi verilir.

Denkleştirmede kısaca şunlar göz önüne alınmalıdır

Denklemin girenler ve ürünler kısmında birer bileşikte aynı element bulunuyorsa önce o denkleştirilir.
Giren madde yada oluşan ürünlerden biri serbest element olarak varsa en son o denkleştirilir.
Katsayılar tam yada kesirli olabilir. Bir denklem bir yada daha çok kesirli sayı ile denkleştirilebilir. Ayrıca tüm katsayıları uygun bir çarpanla çarparak tam sayılara dönüştürebilirsiniz


Örnek: C3H8 + O2 CO2 + H2O

İlk önce karbon sayıları eşitlenir sağ taraftaki karbon dioksit 3 ile çarpılır.

C3H8 + O2 3 CO2 + H2O

Daha sonra sağ ve soldaki hidrojenler eşitlenir. Bunu için sağdaki suyun başına 4 katsayısı eklenir.

C3H8 + O2 3 CO2 + 4H2O

Karbon ve hidrojen sayıları eşitlendi tek oksijen kaldı onun için iki taraftaki oksijenler toplanır karşılaştırılır. Buna göre solda 2 tane sağda 10 tane oksijen mevcuttur. Sol tarafa oksijenin başına 5 yazarsak tepkime denkleşmiş olur.
C3H8 + 5O2 3 CO2 + 4H2O


Maddenin halleri

Tepkimeye giren ve çıkan maddelerin fiziksel durumlarını aşağıdaki simgeleri kullanarak belirtebiliriz.

(g) – gaz, (s)- sıvı, (k) – katı, (aq) – sulu çözelti

Örneğin bir tepkime şöyle yazılabilir. 2C6H14O4(s) + 15O2 (g) 12CO2 (g) + 14H2O(s)

Tepkime koşulları yazılırken çeşitli simgeler kullanılır. Örneğin yüksek sıcaklık gereksinimini D (delta) simgesi ile gösterilir.

2Ag2O(k) 4Ag(k) +O2(g)

Ayrıca gerekli basınç miktarı, kullanılan katalizörler ve diğer gerekli etkenler tepkime oku altı veya üstüne yazılarak belirtilir.

02. Kimyasal Eşitlik ve Stokiyometri

Stokiyometri kısaca element ölçüsü anlamına gelir. Kimyasal formül ve denklemlerle ilgili tüm sayısal ilişkileri bu kısım içerir.

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

Tepkimedeki katsayıların anlamı,

1 molekül CH4 + 2 molekül O2 1 molekül CO2 + 2 molekül H2O şeklinde ifade edilebilir. Yada aşağıdaki anlamada gelir.

x molekül CH4 + 2x molekül O2 x molekül CO2 + 2x molekül H2O

x = 6,02 x 1023 (Avagadro Sayısı kadar) alındığını varsayalım. Bu durumda x molekül sayısı 1mol demektir. Bu sefer kimyasal eşitlik

1 mol CH4 + 2 mol O2 1 mol CO2 + 2 mol H2O şeklinde yazılır.

Denklemdeki katsayılardan aşağıdaki ifadeleri çıkartabiliriz.

- Tepkimede 1 mol CH4 tüketilir, 1 mol CO2 ve 2 mol H2O oluşur.

- 2 mol O2 tepkimeye girer, 1 mol CO2 ve 2 mol H2O oluşur.

- Tüketilen 1 mol CH4’a karşılık 2 mol O2 tepkimeye girer.




03. Çözeltide Kimyasal Tepkimeler

Çözelti bileşenlerinden biri olan çözücü, çözeltinin katı, sıvı yada gaz halinde olup olmadığını belirlemeye yarar. Ancak genelde çözücünün sıvı su olduğu çözeltiler üzerinde duracağız. Böyle çözeltilere de sulu çözeltiler ismi verilir.Çözeltinin diğer bileşenleri, çözücü içinde çözünmüş olan maddeler olup çözünenler ismini alırlar. Örneğin NaCl sıvı su içinde çözündüğünde oluşan çözelti NaCl(aq) şeklinde gösterilir. Burada su çözücü NaCl çözünendir. Ancak NaCl(aq) ifadesi çözeltinin bileşimini yani su ve Nacl miktarlarını belirtmez. Bu yüzden burada molarite kavramından yaralanırız.

Molarite:

Derişim molarite cinsinden aşağıdaki gibi bulunur.

Molarite (M) =çözünenin mol sayısı / çözeltinin litre cinsinden hacmi

0,59 mol BaSO4 sulu çözeltinin 1 litresinde çözünmüşse derişimi 0,58 mol BaSO4 / 1L çözelti = 0,59 M BaSO4 olarak bulunur. Ayrıca 250 ml sinde 0,145 mol BaSO4 bulunursa, bu çözeltinin molaritesi gene 0,59 M olur.

Çözeltinin seyreltilmesi:

Hazır çözeltiler genelde derişik olurlar. Stok çözelti denilen bu hazır çözeltilerden daha seyreltik çözeltiler hazırlamak oldukça kolaydır. Derişik bir çözeltiden seyreltik bir çözelti hazırlamak için alınan bir derişik çözelti örneğine istenilen miktarda saf su eklenilir. Seyreltme işleminde molarite tanımındaki seyreltme işlemi sırasında çözünen miktarının değişmeyeceği ilkesinden yararlanılır. Bunun için aşağıdaki formül çok kullanılır.

M1.V1 =M2.V2

Çözelti Tepkimelerinin Stokiyometrisi:

Bilinen molaritede bir çözeltiden belirli hacimde bir çözelti aldığımızda çözünenin mol sayısını da belirlemiş sayılırız. Bu sebeple mol birimini kullandığımız stokiyometrik hesaplamalarda mol yerine hacimler ve molariteleri kullanabiliriz.