Ana içerik
Kimya Kütüphanesi
Konu: Kimya Kütüphanesi > Ünite 5
Ders 5: Kimyasal Tepkime Çeşitleri- Yükseltgenme - İndirgenme (Redoks) Tepkimeleri
- Redoks Denklemlerini Eşitleyelim
- Çözünme ve Çökelme
- Çökelme Tepkimeleri
- Çift Yer Değiştirme Tepkimeleri
- Tek Yer Değiştirme Tepkimeleri
- Moleküler, Tam İyonik, ve Net İyonik Denklemler
- Moleküler, Tam İyonik, ve Net İyonik Denklemler
- 2015 İleri Seviye (AP) Kimya Sınav Soruları 3a
© 2023 Khan AcademyKullanım ŞartlarıGizlilik PolitikasıÇerez Politikası
Tek Yer Değiştirme Tepkimeleri
Tek yer değiştirme tepkimelerinin tanımı. Reaktivite serilerini kullanarak ürünleri tahmin etme ve belirleme.
Tek yer değiştirme tepkimesi nedir?
Zaman zaman tek yer değiştirme tepkimeleri olarak da adlandırılan tek yer değiştirme tepkimeleri, bir bileşikteki iki elementin yerlerini değiştirdikleri tepkimelerdir. Tepkimenin başındaki maddeler her zaman, saf çinko metali ya da hidrojen gazı gibi saf maddeler ve sulu bir bileşikten oluşur. Tek yer değiştirme tepkimeleri gerçekleştiğinde, yeni bir sulu bileşik ve farklı bir saf element ortaya çıkar. Tek yer değiştirme tepkimeleri genel olarak aşağıdaki şekilde gerçekleşirler.
start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39, start text, B, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54, right arrow, start color #df0030, start text, A, end text, end color #df0030, plus, start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54, start text, B, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis
space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, \downarrow, space, space, space, space, space, space, space, space, \downarrow, space, space, space, space, space, space, space, space, space
start color #11accd, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, start text, S, a, f, space, e, l, e, m, e, n, t, l, e, r, !, end text, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, end color #11accd
Yeni bir start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54, start text, B, end text bileşiği ve element halinde start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39'nın elde edilmesi için, start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39, start text, B, end text bileşiğinde, start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54'nin start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39'nın yerine geçtiğini görüyoruz. Ek olarak, start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39'nın başlangıçta çözeltide bir iyon olarak ancak denklemin sağ tarafında element halinde bulunduğunu da fark etmiş olmalısınız. Tepkimeye giren maddelerden diğeri olan start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54'nin ise bunun tam tersini yaptığını söylemek mümkün: tepkimeye giren maddelerin tarafında element halinde bulunurken, ürünler tarafında sulu çözelti içindeki start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54, start text, B, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis bileşiğinde bir iyon olarak yer alıyor.
İsterseniz, bu tanımı, bir örnek üzerinden ilerleyerek anlamaya çalışalım.
start color #e84d39, start text, A, g, end text, end color #e84d39, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start color #1fab54, start text, C, u, end text, end color #1fab54, left parenthesis, s, right parenthesis, right arrow, space, space, start text, question mark, end text
space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, \downarrow
start color #ca337c, start text, B, e, r, r, a, k, comma, space, r, e, n, k, s, i, z, end text, end color #ca337c
space, space, space, space, space, start color #ca337c, start text, ç, o, with, \", on top, z, e, l, t, i, end text, end color #ca337c
Yukarıdaki tepkimenin ürünlerinin henüz ne olduklarını bilmediğimizi fark etmiş olmalısınız. Aslına bakarsanız, tepkimenin gerçekleşmemem ihtimali de söz konusudur! Bundan sonraki bölümde bu tepkimenin gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini ve gerçekleştiği durumda hangi ürünleri elde edeceğimizi öğreneceğiz. Bu arada neler olup bittiğini anlamak adına gözlem yeteneğimizi de kullanabiliriz.
Bu tepkime gerçek hayatta neye benzer?
Gümüş(I) nitratın, berrak ve renksiz bir çözeltisinin içine parlak bakır bir tel atıyoruz.
Çözeltinin rengi deniz mavisine dönerken, bakır telin rengi de grileşiyor ve üzerinde bir tortu birikimi başlıyor. Harika!
Şimdi de, kimya bilgimizi kullanarak neler olup bittiğini açıklamaya çalışalım.
Tek yer değiştirme tepkimelerinin ürünleri nasıl belirlenir?
Tek yer değiştirme tepkimelerinin gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini bilmek istiyorsak cevaplamamız gereken iki temel soru bulunur
1. Olası tepkimede yer değiştirecek olan iki element hangileridir?
Genellikle, anyon oluşturan elementlerin, bileşikteki anyonun; katyon oluşturan elemetlerin ise bileşikteki katyonların yerine geçeceklerini söyleyebiliriz. Aşağıdaki kurallar, belirli bir elementten hangi iyonların oluşacağını belirlememize yardımcı olabilir.
- Metaller genel olarak katyon oluştururlar. Bu elementlere, 1. ve 2. grup metalleri, 13. ve 14. gruptaki bazı metaller ve geçiş metalleri dahildir.
- Tek yer değiştirme tepkimelerine katılan ametaller, 17. grup elementleridir ve genellikle 1- yüklü anyonlar oluştururlar.
- Hidrojen tek yer değiştirme tepkimelerinde genel olarak start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript katyonunu oluşturur.
Az önce gördüğümüz, bakır metali ile sulu gümüş(I) nitrat arasında gerçekleşen tepkimede, bakır metali bir geçiş metali olduğu için tepkimeye girerek bakır katyonları oluşturacak. Bakır katyonları daha sonra start text, A, g, end text, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis bileşiğindeki gümüş katyonlarının yerini alacak ve ortaya yeni bir bileşik çıkacak.
2. Ürün olarak hangi bileşiği elde edeceğiz?
İyonik bileşiğimizdeki hangi elementin yerinin değişeceğini bulduğumuzda, ürün olarak hangi bileşiği elde edeceğimizi de tahmin edebiliriz. Bu örnekte, bakır, start color #e84d39, start text, A, g, end text, end color #e84d39, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis'teki gümüş atomlarının yerini alacak ve start color #1fab54, start text, C, u, end text, end color #1fab54, left parenthesis, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, right parenthesis, start subscript, 2, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis elde edeceğiz. Tepkime sonrasında ürün olarak elde edeceğimiz bir diğer madde de element halindeki gümüş (start color #e84d39, start text, A, g, end text, end color #e84d39, left parenthesis, s, right parenthesis) olacak. Tepkimeyi tam ve denkleştirilmiş olacak şekilde aşağıdaki gibi yazabiliriz:
Peki bu sonuç gözlemlerimiz ile uyumlu mu? start text, C, u, end text, left parenthesis, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, right parenthesis, start subscript, 2, end subscript'nin sulu çözeltileri mavi-yeşil renklidir ve bu, çözeltideki renk değişimini açıklıyor. Bakır tel üzerindeki gri tortu ise, bakır telin yüzeyinde biriken gümüş metali olmalı!
Sonuçlarımızı kontrol etmek için kullanabileceğimiz başka ölçümler olabilir mi?
Tek yer değiştirme tepkimelerinin gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini nasıl tahmin edebiliriz?
Tek yer değiştirme tepkimesinde hangi elementlerin yer değiştireceklerini bulduğumuzda, iki elementin (yukarıda start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54 ve start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39 olarak gösterilmiş, örneğimizde ise bakır ve gümüş olarak ele aldığımız elementlerin) göreceli reaktifliklerine bağlı olarak tepkimenin gerçekleşip gerçekleşmeyeceği üzerine fikir yürütebiliriz. start text, C, end text elementi start text, A, end text elementinden daha reaktifse, start text, C, end text bileşikte start text, A, end text'nın yerine geçer. start text, C, end text elementi start text, A, end text elementinden daha az reaktifse de, tepkime gerçekleşmez.
Reaktiflik dizisi ya da etkinlik dizisi, elementleri, aralarında tek yer değiştirme tepkimeleri de bulunan bazı tepkime tipleri için reaktifliklerine göre sıralar. Reaktiflikleri çok olan elementler, daha az reaktif olan elementlerin yerlerini alırlar ancak bunun tersi geçerli değildir. Ek olarak, katyon oluşturan ve anyon oluşturan elementler için farklı sıralamalar da bulunur.
Anyon oluşturmak için elektron kazanma eğilimi olan elementler için, reaktiflik sıralaması en yüksekten, en düşüğe olacak şekilde aşağıdaki gibidir:
Bu elementlerin reaktiflikleri için, periyodik tablodaki konumlarını (17. grup) da kullanabiliriz. Element, sütun içinde ne kadar yukarıdaysa, reaktifliği de o kadar çok olur. Bu etkinlik dizisine göre, start text, B, r, end text, start subscript, 2, end subscript'nin bir tek yer değiştirme tepkimesinde start text, I, end text, start subscript, 2, end subscript'nin yerini alacağını söyleyebiliriz ancak start text, B, r, end text, start subscript, 2, end subscript, flor iyonları içeren bir bileşik ile tepkimeye girmeyecektir.
Katyon oluşturan elementlerin, reaktiflik dizisi daha uzundur ve eğilimler çok da belirgin değildir. Aşağıda katyonların reaktiflik dizisi için bir örnek bulabilirsiniz.
Reaktiflik son derece karmaşık bir konudur! Tepkimelerin çeşitlerini göz önünde bulundurduğumuzda, hangi reaktifliği sıralandırıyor olduğumuz büyük bir sorudur. Reaktiflik dizilerinde dikkate alınan özelliklerin bazıları, su ve asitler ile olan reaktiflik ve bir elementin katyon oluşturmak için elektron kaybetmeye ne kadar meyilli olduğudur. Reaktifliğin farklı tanımları doğrultusunda, bazı elementlerin sıralamasının öğretmeniniz ya da ders kitaplarınızca farklı yapıldığını görebilirsiniz. Bu makalede, örnek çözümlerinde yukarıda yer alan reaktiflik dizisini referans alacağız.
Reaktiflik dizisinin kullanımı hem katyon hem de anyonlar için aynıdır:
Daha çok reaktif olan elementler, bileşiklerde daha az reaktif olan elementlerin yerini alırlar.
start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis ve bakır teli bir araya getirdiğimiz deneyimize geri dönelim. Katyon reaktiflik dizisinde, bakırın, gümüşten daha üst sıralarda yer aldığını görüyoruz. O halde, tek yer değiştirme tepkimesinde bakırın, gümüşten daha çok reaktif olacağını bekleyebiliriz. Bu da, start text, C, u, end text, start superscript, 2, plus, end superscript'nin bileşikte, start text, A, g, end text, start superscript, plus, end superscript'nın yerini alacağı anlamına gelir! Süper!
Örnek: Tek yer değiştirme tepkimelerinin ürünlerini nasıl tahmin ederiz?
Aşağıdaki tepkimeyi ele alalım:
Aklımıza gelen ilk soru, start text, M, g, end text elementinin, start text, A, l, P, O, end text, start subscript, 4, end subscript bileşiğinde neyin yerini alacağıdır. start text, A, l, end text, genellikle 3+ yüke sahip katyonlar oluşturan bir metaldir. Bunun doğruluğunu, start text, A, l, P, O, end text, start subscript, 4, end subscript'nin yük açısından nötr, fosfatın ise 3- yüke sahip olmasından yola çıkarak test edebilir ve sonuç olarak alüminyum katyonunun 3+ yüke sahip olacağını bulabiliriz. start text, M, g, end text de katyon oluşturan bir metal olduğundan, start text, M, g, end text'nin, bileşikte start text, A, l, end text metalinin yerini alacağını beklememiz doğru olur. Katyon reaktiflik dizisini inceleyecek olursak, magnezyumun alüminyumdan daha reaktif olduğunu görebiliriz. Bu da, bu tek yer değiştirme tepkimesinin gerçekleşeceği anlamına gelir.
Bu tek yer değiştirme tepkimesinin ürünleri neler olacak? start text, A, l, end text, left parenthesis, s, right parenthesis elementinin ve yeni bir iyonik bileşik olan start text, M, g, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, left parenthesis, P, O, end text, start subscript, 4, end subscript, right parenthesis, start subscript, 2, end subscript'nin ortaya çıkacağını bekleyebiliriz.
Sonuç olarak aşağıdaki tepkimeyi elde ederiz:
Tepkimemiz denkleştirilmediği için işimiz henüz bitmedi. Bu durumu çözümlemek için tepkimeye girenler tarafındaki start text, A, l, P, O, end text, start subscript, 4, end subscript'ü iki ile, start text, M, g, end text, left parenthesis, s, right parenthesis'yi üç ile ve ürünler tarafındaki start text, A, l, end text, left parenthesis, s, right parenthesis'yi de iki ile çarpmamız gerekir. Bunu yapınca, aşağıdaki denkleştirilmiş denklemi elde ederiz:
Özet
Tek yer değiştirme tepkimeleri genellikle aşağıda tanımlanan şekilde gerçekleşirler
bir element, bileşikte diğer elementin yerini alır ve ortaya yeni bir element ve yeni bir bileşik çıkar.
Tek yer değiştirme tepkimeleri ile ilgili aklımızda tutmamız gereken diğer şeyler arasında:
- Hidrojen ve metaller gibi katyon oluşturması muhtemel elementler, bileşikteki katyonun yerini alırken, genel olarak 17. grup halojenleri gibi, anyon oluşturması muhtemel elementler de, bileşikteki anyonun yerini alırlar.
- Reaktiflik dizisinin daha üstlerinde yer alan elementler, tek yer değiştirme tepkimelerinde de daha reaktiftirler. Daha reaktif olan bir elementin, bileşikteki daha az reaktif olan elementin yerini alması, tek yer değiştirme tepkimesinin gerçekleşeceğine işarettir.
Bunu deneyin!
Problem 1
Aşağıdaki tek yer değiştime tepkimesinin tahmini ürünleri hangileridir?
Problem 2
Bakır metalini, sulu bir start text, C, u, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript çözeltisi içinde çökeltmek için, çözeltiye aşağıdaki maddelerden hangisi eklenmelidir?
Tartışmaya katılmak ister misiniz?
Henüz gönderi yok.