Yükseltgenme-indirgenme veya "redoks" reaksiyonları, kimyadaki ana reaksiyon sınıflandırmalarından birini temsil eder. Reaksiyonlar zorunlu olarak elektronların bir türden diğerine transferini içerir. Kimyacılar elektron kaybını oksidasyon, elektron kazanımını ise indirgeme olarak adlandırır. Bir kimyasal denklemin dengelenmesi, her bir reaktan ve ürünün sayılarının, bileşiklerin Reaksiyon okunun sol ve sağ taraflarında - sırasıyla reaktanlar ve ürünler - her türden aynı sayıda içerir atom. Bu süreç, maddenin ne yaratılabileceğini ne de yok edilemeyeceğini belirten termodinamiğin birinci yasasının bir sonucunu temsil eder. Redoks reaksiyonları, her iki taraftaki elektron sayısını da dengeleyerek bu işlemi bir adım daha ileri götürür. ok çünkü atomlar gibi elektronlar da kütleye sahiptir ve bu nedenle birinci yasa tarafından yönetilir. termodinamik.
Dengesiz kimyasal denklemi bir kağıda yazın ve atomlardaki yükleri inceleyerek oksitlenen ve indirgenen türleri belirleyin. Örneğin, permanganat iyonunun dengesiz reaksiyonunu, MnO4(-) düşünün, burada (-) iyon üzerindeki bir yükü temsil eder. negatif bir ve oksalat iyonu, bir asit varlığında C2O4(2-), H(+): MnO4(-) + C2O4(2-) + H(+) → Mn (2+) + CO2 + H2O. Oksijen hemen hemen her zaman bileşiklerde negatif iki yük alır. Bu nedenle, MnO4(-), eğer her oksijen negatif iki yükü koruyorsa ve toplam yük negatif bir ise, o zaman manganez pozitif yedi yük sergilemelidir. C2O4(2-) içindeki karbon benzer şekilde pozitif üç yükü sergiler. Ürün tarafında, manganez pozitif iki yüke sahiptir ve karbon pozitif dört'tür. Dolayısıyla bu reaksiyonda yükü azaldığı için mangan indirgenir ve yükü arttığı için karbon oksitlenir.
Oksidasyon ve indirgeme işlemleri için ayrı reaksiyonlar (yarı reaksiyonlar olarak adlandırılır) yazın ve elektronları ekleyin. MnO4(-) içindeki Mn(+7), beş ek elektron alarak (7 - 2 = 5) Mn(+2) olur. Bununla birlikte, MnO4(-) içindeki herhangi bir oksijen, yan ürün olarak su, H2O olmalıdır ve su, hidrojen atomları H(+) ile oluşamaz. Bu nedenle protonlar, H(+) denklemin sol tarafına eklenmelidir. Dengeli yarı reaksiyon şimdi MnO4(-) + 8 H(+) + 5 e → Mn (2+) + 4 H2O olur, burada e bir elektronu temsil eder. Oksidasyon yarı reaksiyonu benzer şekilde C2O4(2-) - 2e → 2 CO2 olur.
Oksidasyon ve indirgeme yarı reaksiyonlarındaki elektron sayısının eşit olmasını sağlayarak genel reaksiyonu dengeleyin. Önceki örneğe devam edersek, oksalat iyonunun oksidasyonu C2O4(2-) sadece iki elektron içerirken manganezin indirgenmesi beş elektron içerir. Sonuç olarak, manganez yarı reaksiyonunun tamamı iki ile çarpılmalı ve oksalat reaksiyonunun tamamı beş ile çarpılmalıdır. Bu, her bir yarı reaksiyondaki elektron sayısını 10'a getirecektir. İki yarı reaksiyon şimdi 2 MnO4(-) + 16 H(+) + 10 e → 2 Mn (2+) + 8 H2O ve 5 C2O4(2-) - 10 e → 10 CO2 olur.
İki dengeli yarı reaksiyonu toplayarak dengeli genel denklemi elde edin. Manganez reaksiyonunun 10 elektron kazanımı içerdiğini, oksalat reaksiyonunun ise 10 elektron kaybını içerdiğine dikkat edin. Elektronlar bu nedenle iptal olur. Pratik anlamda bu, beş oksalat iyonunun iki permanganat iyonuna toplam 10 elektron aktardığı anlamına gelir. Toplandığında, genel dengeli denklem 2 MnO4(-) + 16 H(+) + 5 C2O4(2-) → 2 Mn (2+) + 8 H2O + 10 CO2 olur, bu da dengeli bir redoks denklemini temsil eder.
