Redoks İşleminin Tanımı ve Araya Giren Ajanlar

Candela Rocio Barbisan | Ocak 2022
Kimya Mühendisi

Her redoks işlemi iki klasik reaksiyon içerir: indirgeme ve oksidasyon. İndirgemede, bir tür, diğer türden elektronları kabul edebilmesi nedeniyle oksidasyon durumunu azaltabilir. Oksidasyonda, bir tür elektron bağışlayabilir ve böylece oksidasyon durumunu artırabilir.

Konuyu netleştirmek için aşağıdaki örneğe bakalım:

Hayır_(s) → Na+_(AC)+1e^-

Cl_{2 gr)}+2e^- → 2Cl^-_(AC)

İlki bir oksidasyon reaksiyonu olan iki reaksiyon gözlemliyoruz; burada sodyum, oksidasyon durumunu artırarak bir yük kaybettikten sonra yüklü bir türe (katyon) dönüşür. elektron. Bunun yerine, moleküler klor bir elektron kazanarak oksidasyon durumunu düşürür. Bunların her birine yarı reaksiyonlar veya yarı reaksiyonlar denir, çünkü tam reaksiyon, her ikisi de aynı anda meydana geldiğinde meydana gelir ve aşağıdaki gibi olur:

2Na_(s)+Cl_{2 gr)}+2e^- → 2Na⁺_(AC)+2e^-+ 2Cl^-_(AC)

Oksitleyici ve indirgeyici maddeler

Redoks işleminde temel olan iki araya giren ajan vardır: oksitleyici ve indirgeyici. İndirgenen tür, başka bir türün oksidasyonunu üretebilir, bu nedenle buna oksitleyici ajan denir. Oksitlenen tür, başka bir türün indirgenmesini teşvik etme yeteneğine sahipken, bu nedenle indirgeyici ajan olarak adlandırılır.

Yukarıdaki durumu görürsek, sodyum oksidasyon durumunu 0'dan +1'e yükseltti, yani oksitlendi, o zaman Na bir indirgeyici ajandır. Cl olması durumunda₂, elektron kazanarak indirgendi, oksidasyon durumundan 0'dan -1'e gitti, bu nedenle bir oksitleyici ajandır.

Bu reaksiyonlar endüstriyel olarak elektrokimyasal hücrelerde kullanılır. Onlarda, bir elektrik akımı elektronların bir devre boyunca akışına izin verir ve bu nedenle bir redoks reaksiyonu meydana gelebilir. Meydana gelen redoks reaksiyonu kendiliğinden ise, o zaman hücre evlerimizden tanıdıklarımız gibi bir yığından başka bir şey değil. Şimdi, hücrede bir redoks işlemi meydana gelirse, doğalyani akım, hücre biriminin elektrolitik olarak bilinen reaksiyonunu belirli bir yönde oluşturmak için kullanılır.

Bu bizi düşünmek redoks süreçlerini kapsamlı bir şekilde anlamanın gerekli olduğunu. Bunun için kendiliğindenliğinin nasıl olduğunu inceleyeceğiz. Bir reaksiyon, gerçekleşmesi için gerekli belirli bir akımı oluşturmaya gerek kalmadan doğal olarak meydana geldiğinde, redoks işlemi kendiliğinden gerçekleşir. Aşağıdaki sürecin durumu böyledir:

2Ag⁺_(AC)+ Cu_(s) → Bakır⁺²_(AC)+ 2Ag_(s)

Bu durumda, eğer bir sayfa metal içinde katı bakır çözüm ulaştığında, Ag+ iyonları (gümüş katyonlar) içeren DengeBakır levhanın yüzeyindeki katı gümüş tortusunun ürünü olan beyazımsı bir kaplamaya sahip olduğu görülmektedir.

Bunu gözlemleyerek anlıyoruz ki Ag⁺ (gümüş katyon) katı gümüşe indirgenir, bu nedenle oksitleyici bir maddedir. Oysa katı bakır, çözeltide bulunacak Cu+ türlerine oksitlenen bir indirgeyici ajandır. Daha sonra zaman geçtikçe çözeltideki gümüş katyonlarının varlığı azalır ve Cu+2 katyonlarının konsantrasyonu artar. Bu, kendiliğinden bir redoks işlemi gerçekleştiği için bu anlamda gerçekleşir.

Şimdi, eğer aynı bakır levhaya deney önce onu çinko iyonları (gümüş iyonları yerine) içeren bir çözeltiye daldırırsak, bakır levha üzerinde katı tortular ve Cu iyonlarının konsantrasyonlarını gözlemlemeyeceğiz⁺² çözeltide ve Zn⁺² çözümde değişmez. Bunun nedeni, reaksiyonun o yönde gerçekleşmesi için elektrokimyasal hücrede dolaşan belirli bir akımın gerekli olmasıdır.

Böylece, yukarıdaki durumları özetlersek, Cu ve Ag arasındaki reaksiyon⁺ Cu ve Zn arasındaki reaksiyon bir hücrede gerçekleştirilebilirken⁺² katı Zn üretmek için elektrolitik bir hücrede gerçekleştirilmelidir.