REDOKS REAKSİYONLARI (YÜKSELTGENME– İNDİRGENME REAKSİYONLARI)
MADDE – ELEKTRİK İLİŞKİSİ
ELEKTROLİZ OLAYININ TANIMI • İçerisinde anyon ve katyonların bulunduğu bir karışımdan elektrik akımı uygulamak suretiyle iyonların nötrlenmesidir.
ELEKTROLİZ OLAYINDA BAŞLICA NİTEL KURALLAR • Anyonlar negatif yüklü, katyonlar ise pozitif yüklüdür. • Anot elektrot pozitif yüklü, katot elektrot ise negatif yüklüdür. • Anyonlar anot tarafına, katyonlar katot tarafına gider. • Anotta yükseltgenme, katotta ise indirgenme olur.
• Anyonlar negatif olduğundan pozitif yüklü anot tarafına, katyonlar pozitif olduğundan negatif yüklü katot tarafına gider. • Anyonlar anotta, katyonlar katotta açığa çıkar. • Ortamda birden fazla katyon varsa katotta önce indirgenme yarı pil potansiyeli büyük olan indirgenir. • Ortamda birden fazla anyon varsa anotta önce yükseltgenme yarı pil potansiyeli büyük olan yükseltgenir.
ELEKTROLİZDE ELEKTROT İŞARETLERİ • Elektrolizde anot elektrot pozitif yüklü, katot elektrot ise negatif yüklüdür.
ELEKTROLİZ OLAYINDA FARADAY PRENSİPLERİ • 1. Elektroliz devresinden geçen akım miktarı ile katot ve anotta toplanan ya da çözünen madde miktarı doğru orantılıdır. • 2. Bir elektroliz devresinden 1 faradaylık akım geçirilirse anot ya da katotta 1 eşdeğer gram madde toplanır ya da çözünür. 1 faraday = 1 mol elektron = 96500 coulomb (kulon)
Q = It Q : Elektrik yükü (coulomb) I : Akım şiddeti (amper) t : Zaman (saniye) • 3. Seri bağlı elektroliz kaplarından aynı akım geçtiğinde birinin katodunda ya da anodunda toplanan ya da çözünen madde miktarı bilinirse diğer kapların katot ya da anotlarında toplanan ya da çözünen madde miktarları hesaplanabilir.
ELEKTROLİZLE METAL KAPLAMA VE BAŞLICA UYGULANDIĞI YERLER • Kendiliğinden gerçekleşmeyen kimyasal reaksiyonlarda kaplama işleminin elektrolizle olması şarttır. Demirin krom ve çinko ile kaplanması, bakırın nikel ile kaplanması buna örnektir. Yanlış uygulamalardır.
• Kendiliğinden gerçekleşen kimyasal reaksiyonlarda kaplamanın daha kalın olması için elektroliz yöntemi kullanılabilir. Demirin nikel ile kaplanması buna örnektir. • Krom kaplamaya kromaj, nikel kaplamaya nikelaj denir.
ENDÜSTRİDE ELEKTROLİZ • • • •
2Al2O3 → 4Al + 3O2 2ZnSO4 + 2H2O → 2Zn + O2 + 2H2SO4 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2 2NaCl(s) → 2Na + Cl2
SODYUM KLORÜRÜN ELEKTROLİZİ • NaCl(s) elektrolizinde Na ve Cl2 elde edilir. • NaCl(suda) elektrolizinde H2 ve Cl2 elde edilir. Aşırı gerilimde O2 de elde edilir.
STANDART ELEKTROT POTANSİYELLERİ
AKTİFLİK • Elementlerin bileşik oluşturabilme kabiliyetlerine aktiflik denir. • Kimyasal reaksiyonlarda, elektron veren element yükseltgenirken, elektron alan element indirgenir. Elektron veren (yükseltgenen) elemente indirgen, elektron alan (indirgenen) elemente yükseltgen denir. • Reaktifler arasında elektron alış verişi olan reaksiyonlar redoks reaksiyonudur.
İNDİRGENME – YÜKSELTGENME REAKSİYONLARI (Redoks Reaksiyonları) Doğal Redoks Tepkimeleri (Kendiliğinden gerçekleşir.) PİLLER
Yapay Redoks Tepkimeleri (Elektrik enerjisi ile gerçekleşir.) ELEKTROLİZ
YÜKSELTGENME YARI PİL POTANSİYELİ • Elementlerin aktifliğinin karşılaştırılmasının bir diğer yolu da yükseltgenme yarı pil potansiyelidir. Bir elementin yükseltgenme yarı pil potansiyeli değeri ne kadar büyükse elektron verebilme kabiliyeti (aktifliği) o kadar büyüktür.
İNDİRGENME YARI PİL POTANSİYELİ • Yükseltgenme yarı pil potansiyeli değerinin ters çevrilmiş hâlidir.
YARI PİL POTANSİYEL DEĞERLERİ NE ANLAM TAŞIR? • Yükseltgenme yarı pil potansiyeli veya indirgenme yarı pil potansiyeli değerlerinin sıfırdan büyük (+) olması, söz konusu yarı reaksiyon denkleminin istemli olduğunu; sıfırdan küçük (–) olması ise söz konusu yarı reaksiyon denkleminin istemsiz olduğunu gösterir.
• Sayısal değerin büyüklüğü veya küçüklüğü ise, mukayeseli olarak olayın ne derece istemli veya istemsiz olduğunun göstergesidir.
Redoks Reaksiyonlarının Gerilimi İndirgenme yarı reaksiyonunun potansiyeli Yükseltgenme yarı reaksiyonunun potansiyeli Redoks reaksiyonunun gerilimi
Redoks Reaksiyonlarının Gerilimi Sıfır’dan Büyük İse Tepkime Kendiliğinden Gerçekleşir.
Redoks Reaksiyonlarının Gerilimi Sıfır’dan Küçük İse Elektrik Enerjisi İle Gerçekleşir.
YARI REAKSİYONLARDA GERİLİM TABİRİNİ KULLANMAMAK GEREKİR • Yarı reaksiyonlarda gerilim tabirini kullanmamak lazımdır; çünkü gerilim, iki potansiyel arasındaki farktır. Yarı reaksiyonda ise tek bir potansiyel söz edilmektedir. • Standart elektrot potansiyeli denilmelidir, Standart elektrot gerilimi denilmemelidir.
• AynÄą Ĺ&#x;ekilde standart anot potansiyeli veya standart katot potansiyeli denilmelidir. Standart anot gerilimi veya standart katot gerilimi denilmemelidir.
AVAMETRE • Gerilim değerleri, avametre adı verilen alet ile daha pratik olarak ölçülebilir.
HANGİ İŞARET STANDART ŞARTINI GÖSTERİR VE STANDART ŞART NE DEMEKTİR? • E°’daki E’nin üstündeki işaret, standart şartı gösterir. Standart sıcaklık (referans sıcaklık) genelde 25 °C’tır. IUPAC’ın önerdiği standart basınç 1 bardır. Kafa karışmasın diye hâlâ 1 atm denilmektedir (1 bar = 0,98692316931 atm).
STANDART HİDROJEN YARI PİLİ • Hidrojenin yükseltgenme ve indirgenme yarı pil potansiyeli oda şartlarında (25 °C ve 1 atm) 0,00 volt kabul edilmiştir. H2(g) → 2H+ + 2e ΔE° = 0,00 volt 2H+ + 2e → H2(g) ΔE° = 0,00 volt • Diğer maddelerin yükseltgenme yarı pil potansiyelleri standart hidrojen yarı pilinden yararlanılarak bulunur.
KONSANTRASYON DEĞİŞMESİNİN PİL GERİLİMİNE ETKİSİ • Pillerde denge olayı vardır. Pile yapılan etkilerle sistem ürünler lehine kayarsa gerilim artar; girenler lehine kayarsa gerilim azalır. Gerilimin arttırılması, pilin ömrünün uzaması demektir. Gerilimin azalması ise, pilin ömrünün kısalması demektir. Pil kullanıldıkça, gerilim azalır. Gerilim 0 volta düşünce pil tükenmiştir.
ELEKTROKİMYASAL HÜCRE DENGEYE ULAŞTIĞINDA, POTANSİYEL VE AKIM DEĞERLERİ • Dengede pil tükenmiştir. • Potansiyel ve akım her ikisi de 0 (sıfır) olur.
PİLLER; kendiliğinden gerçekleşen redoks tepkimeleridir.
Reaksiyonların Kendiliğinden Gerçekleşip Gerçekleşmediğinin Tahmin Edilebilmesi Ürünler daha kıymetli ise kendiliğinden gerçekleşmiştir. Ekzotermik tepkime ise kendiliğinden gerçekleşmiştir. Aktif metal yükseltgendi ise kendiliğinden oluşmuştur. E0redoks > 0 ise kendiliğinden oluşmuştur.
Bütün piller kendiliğinden gerçekleşen tepkimedir.
KENDİLİĞİNDEN GERÇEKLEŞEN REDOKS TEPKİMELERİNİN KULLANIMI Piller Doğal Kaplama Nitel ve Nicel Analiz Metotları
KENDİLİĞİNDEN GERÇEKLEŞEN TEPKİMELER Kendiliğinden, kendi kendine oluyor demek değildir. İnsan iradesi karışmadan olduğunu ifade için denmiştir. İnsan iradesinin karıştığı işlere göre çok daha mükemmel olduğunu belirtmek içindir.
ELEKTROKİMYASAL TEPKİMELERDE HESS PRENSİBİNİN UYGULANMASI • 1) Bir elektrokimyasal pil tepkimesinde reaksiyon bir sayı ile çarpılırsa pil potansiyeli (ΔE°) bu sayı ile çarpılmaz. • 2) Yükseltgenme ya da indirgenme yarı reaksiyonları ters çevrilirse pil potansiyeli işaret değiştirir.
• 3) Pil tepkimesi iki ya da daha fazla pil reaksiyonunun toplamından elde ediliyorsa, bu tepkimenin pil potansiyeli diğer reaksiyonların pil potansiyelleri toplamına eşit olur.
İndirgenme yarı reaksiyonun potansiyeli ile yükseltgenme yarı reaksiyonun potansiyeli birbirinin ters işaretlisidir.
Örnek: Fe+2 + 2e → Fe0
E0 = –0,44 V
Fe0 – 2e → Fe+2 +0,44 V
E0 =
Yarı tepkime genişletilince E0 değeri aynen kalır, genişletilmez.
Örnek: Ag+1 + 1e → Ag0 E0 = +0,80 V 2Ag+1 + 2e → 2Ag0
E0 = +0,80 V
ELEKTROKİMYASAL HÜCRELER
ELEKTROKİMYASAL PİLLER • Kendiliğinden olan bir kimyasal tepkime, elektrik enerjisi üretiyorsa buna galvanik pil (pil) denir. Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çeviren sistemlerdir. Pilin tersi de elektrolitik işlemdir (elektroliz). Pillerde yükseltgenme ve indirgenme yarı reaksiyonları ayrı kaplarda gerçekleştirilir. Kaplar bir tuz köprüsü ile ve elektrotlar da iletken tel ile bağlandığında devreden akımın geçtiği görülür.
• Bir elektrokimyasal pilde tuz köprüsü, her bir kaptaki yük dengesini sağlamak içindir. • Tuz köprüsünün içerisindeki çözelti suda çok çözünen KNO3, KCl, NaNO3, NH4Cl gibi tuzların çözeltisidir. • Çözelti U borusunun içerisine konulmuştur. • Dökülmemesi için uçları pamukla veya bir tamponla kapatılır.
• Kaplara ters olarak yerleştirilir. • Tuz köprüsünde katyonlar katoda, anyonlar anoda göç ederler. • Bir kimyasal pildeki yükseltgenmenin ve indirgenmenin olduğu çubuklar elektrottur. Yükseltgenmenin olduğu elektrota anot, indirgenmenin olduğu elektrota katot denir. • Anot ve katotta gerçekleşen reaksiyonların toplamı pil reaksiyonudur.
ELEKTROKİMYASAL HÜCRELERDE “PİL GERİLİMİ” YERİNE BAŞKA HANGİ TABİRLER KULLANILABİLİR? PİL POTANSİYELİ ELEKTROKİMYASAL PİL GERİLİMİ ELEKTROKİMYASAL PİL POTANSİYELİ ELEKTROMOTOR POTANSİYELİ ELEKTROMOTOR GERİLİMİ ELEKTROMOTOR KUVVETİ ELEKTROMOTOR POTANSİYELİ REDOKS GERİLİMİ REDOKS POTANSİYELİ
ÖLÇÜLEN DEĞERLERİN ARTI VEYA EKSİ OLMASI SÖZ KONUSU DEĞİLDİR (E0pil FORMÜLÜ) • Katot ve anotta ölçülen potansiyel değerlerinin artı veya eksi olması söz konusu değildir. Katot potansiyelinden anot potansiyelinin çıkartılması sureti ile pil gerilimi hesaplanmış olur. • E0pil = E0katot - E0anot
• Pil gerilimi her zaman pozitif çıkar. • IUPAC kuralına göre formül şu şekildedir: E0pil = E0sağ - E0sol • Sağdaki hücre katot, soldaki hücre ise anottur.
E0katot VE E0anot DEĞERLERİ İLE KAST EDİLEN NEDİR? • E0katot ve E0anot değerleriyle, hidrojen ile yapılan deneylerdeki katot ve anotta ölçülen potansiyel değerleri (standart indirgenme potansiyelleri) kast edilmektedir.
STANDART İNDİRGENME POTANSİYELİ VE STANDART YÜKSELTGENME POTANSİYELİ ARTI VE EKSİSİZ OLMAZ • Standart indirgenme potansiyeli ve standart yükseltgenme potansiyelleri (hidrojen hariç) artı ve eksisiz olmaz.
PİL GERİLİMİNİN (E0pil) İKİNCİ BİR FORMÜLLE HESAPLANMASI E0pil = E0indirgenme potansiyeli + E0yükseltgenme potansiyeli
STANDART POTANSİYEL DENİLİNCE HANGİ POTANSİYEL ANLAŞILIR? • Standart potansiyel denilince, standart indirgenme potansiyeli anlaşılır. Standart indirgenme potansiyeli de elbette denilebilir. • Yükseltgenme standart potansiyeli kast ediliyorsa aynen söylemek gereklidir.
ELEKTROKİMYASAL HÜCRELERDE ELEKTROT İŞARETLERİ • Katot elektrot pozitif yüklü, anot elektrot ise negatif yüklüdür.
ELEKTROKİMYASAL HÜCREDEKİ ELEKTROT İŞARETİ İLE PİLDEKİ ELEKTROT İŞARETİ BİRBİRİNİN TERSİDİR • Elektrokimyasal hücrelerde katot elektrot pozitif yüklü, anot elektrot negatif yüklüdür. • Elektrolizde ise anot elektrot pozitif yüklü, katot elektrot negatif yüklüdür.
• Elektrokimyasal hücrelerde işaret terstir, doğrusu elektrolizdeki işarettir; neticede bu bir gösterimdir, bundan dolayı önemli değildir.
KONSANTRASYON FARKINDAN DOLAYI ÇALIŞAN PİLLER (DERİŞİM PİLİ) • Aynı cins elektrotlardan oluşan pillerde pil çözeltileri arasında konsantrasyon farkı varsa bu tür piller de çalışır.
REDOKS REAKSİYONUNUN PİL OLABİLMESİ İÇİN GEREKLİ ŞARTLAR • 1) Yükseltgenme ve indirgenme reaksiyonları ayrı kaplarda gerçekleştirilmelidir. • 2) Elektronların dış devreden iletken tel yardımıyla akışı sağlanmalıdır. • 3) Çözeltiler tuz köprüsü ile birleştirilmelidir.
• 4) Bir kimyasal pilin çalışabilmesi için pil çiftleri arasında ya konsantrasyon ya da aktiflik farkı olmalıdır.
PİLİN ŞARJ EDİLMESİ İLE ELEKTROLİZ AYNIDIR • Pilin şarj edilmesi ile elektroliz aynı anlama gelmektedir.
ŞARJ EDİLEBİLEN PİL VE ŞARJ EDİLEMEYEN PİL ARASINDAKİ FARK • Şarj edilebilen pillerdeki tepkimeler tersinirdir; şarj edilemeyen pillerdeki tepkimeler ise tersinir değildir.
AgNO3 çözeltisi demir kapta saklanabilir mi?
2Ag+1 + 2e → 2Ag0 +0,80 V Fe0 – 2e → Fe+2 +0,44 V
E0indirgenme =
E0yükseltgenme =
2Ag++Fe0 → 2Ag0+Fe+2 E0redoks = +1,24 V
ŞEHİR ŞEBEKE SULARINDAN PAS AKMASI NORMALDİR 4Fe0 – 8e → 4Fe+2 +0,44 V
E0yükseltgenme =
4Fe+2 – 4e → 4Fe+3 E0yükseltgenme = – 0,77 V 3O2 + 12e → 6O–2 +1,23 V
E0indirgenme =
• Metalik demirin, hava oksijeniyle paslanmasına ait reaksiyon denkleminin toplam gerilimi, pozitif sayısal değerdir. • Rutubetli ortam oto katalizördür; çünkü oksijenin indirgenme yarı reaksiyonu tam yazıldığında ürünlerde su çıkmaktadır. • Fe2O3 pastır. Paslanmayan borular kullanılmadığı müddetçe, sulardan pas akacaktır. • Demirin; yağlı boya, paslanmaz çelik üretimi vb. yollarla paslanmaya karşı korunması önemlidir.
Al(NO3)3 çözeltisi Zn kaşık ile karıştırılabilir mi?
Al+3 ’ün Al0 ’a indirgenme potansiyeli = –1,66 V Zn0 ’ın Zn+2 ’ye yükseltgenme potansiyeli = +0,76 V Redoks tepkimesinin gerilimi = –0,90 V
E0redoks < 0 olduğundan karıştırılabilir; çünkü reaksiyon olmaz.
PİLDEN BAŞKA KENDİLİĞİNDEN GERÇEKLEŞEN YAŞAMIMIZDAKİ REDOKS TEPKİMELERİNE İKİ ÖRNEK Asit Yağmurunun Çinko Olukları Aşındırması Demirin Altınla ve Gümüşle Kaplanması
Asit Yağmurunun Çinko Olukları Aşındırması Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Demirin Altınla ve Gümüşle Kaplanması Fe + 3AuNO3 → Fe(NO3)3 + 3Au Fe + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 3Ag
DOĞAL METAL KAPLAMA • Kaplama esnasındaki kimyasal reaksiyon kendiliğinden gerçekleşiyorsa buna doğal kaplama denir. Doğal kaplama ince olur, buna rağmen yıllar sonra bile aşınmaz. • İndirgenme potansiyeli en büyük olan, soy metallerdir. Soy metal iyonu içeren bir çözelti (altın suyu) içine örneğin bir demir yüzük daldırılırsa yüzük altınla kaplanır.
DOĞAL METAL KAPLAMANIN UYGULANDIĞI YERLER • Sanayide demir metalinin nikel ile kaplanması • Değersiz metalden yapılmış süs eşyalarının gümüş ile kaplanması • Değersiz metalden yapılmış takıların altın ve gümüş ile kaplanması
PİL ÇEŞİTLERİ Pilleri genel olarak iki ana gruba ayırmak mümkündür: • DOLDURULAMAYAN PİLLER İçerisindeki kimyasal enerji tükendiğinde şarj edilemeyen pillerdir. • DOLDURULABİLEN PİLLER İçerisindeki kimyasal enerji tükendiğinde şarj edilebilen pillerdir.
PİL KONUSUNDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR • Piller taze satın alınmalıdır. Gereksiz yere bol miktarda pil alıp saklanmamalıdır. Çünkü zamanla bayatlar ve ömrü azalır. • Saklanması gerekiyorsa, buzdolabı gibi soğuk ve serin yerlerde saklanmalıdır. Piller, devamlı güneş ışığı alan yerlerde tutulmamalıdır, soğuk ve karanlık yerlerde saklanmalıdır.
• Pillerin kutupları birbirine değdirilmemeli, kısa devre yaptırılmamalıdır. Aksi durumda pil ömrünü kaybeder. • Uzun süre kullanılmayan cihazlardaki piller akarak cihaza zarar verebilir. Bu nedenle kullanılmayan cihazların pillerini çıkarmak ihmal edilmemelidir. Bir aleti pil takılı iken 30 gün çalıştırmıyorsak, pili aletin içinden çıkarmalıyız. Aksi durumda pil sızmasından ve pilin kendi kendine deşarjından dolayı alet zarar görür.
• Şarj edilmeyen piller ve özellikle de lityum türleri kesinlikle şarj işlemine tabi tutulmamalıdır. Aksi takdirde aşırı ısınma, şişme, gaz çıkışı, alevlenme ve hatta patlama görülebilir.
PİLİN ÇEVREYE ZARARI • Piller en pahalı enerji kaynakları arasında yer almaktadır. • Ayrıca bünyesinde çok pahalı ürünler bulundurmaktadır. • Hatta içeriğinde riskli kimyasallar vardır. Bu yüzden piller yutulduğunda tehlikeli ve ölümcül olabilirler.
• Artık çoğu bölgelerde, kullanılmış pillerdeki toksik maddelerin geri kazanımı için, geri dönüşüm merkezleri kurulmuştur. • Çevreye atılan atık piller çevre kirliliğine sebep olur. • Güneş ısısının etkisiyle atık pillerin patlama olasılığı kaçınılmazdır. Patlama mekanik zarar doğurur. Bundan başka, patlama sonucu pilin içindeki kimyasal maddeler dışarı çıkar. Bu kimyasallar, insan sağlığı için risk unsuru taşır.
ATIK PİLLER NEREYE ATILMALI? • Ömürleri tükenen piller, diğer evsel atıklardan ayrı olarak atık pil kutularına atılmalıdır. • Biriktirilen bu atık piller geçici depolama alanlarında depolandıktan sonra gerekli birimlerce ve gerekli yöntemlerle bertaraf edilmektedir. • Atık piller yakılmamalıdır, denize atılmamalıdır ve toprağa gömülmemelidir.
ATIK PİLLERİN TOPLANMASI • Atık piller evsel atıklardan ayrı toplanmalıdır. • Atık piller, pil ürünlerinin dağıtımını ve satışını yapan işletmeler veya belediyeler tarafından oluşturulan atık pil toplama noktalarına bırakılmalıdır. • Atık piller, ekolojik sisteme uyum sağlayabilecek şekilde depolanmalı, toplanmalı, taşınmalıdır.
ATIK PİLİN BERTARAFI VEYA GERİ DÖNÜŞÜMÜ • Atık piller toplandıktan sonra toprak altında inşa edilmiş, geçirimsizlik koşulları sağlanmış, nemden arındırılmış, meteorolojik şartlardan korunmuş, kapalı, sızdırmaz ve su geçirmez özellikli depolama alanlarına gömülür veya geri kazanımı yapılır veya ihracat yoluyla muhtemel olumsuz çevresel etkileri giderilir.
DOĞAL TEDAVİDE VE KORUYUCU HEKİMLİKTE (HİJYEN) BAŞLICA İKİ YOL VE REDOKS 1. Bitkilerle tedavi ve hijyen 2. Doğal şifalı sularla tedavi ve hijyen
BİTKİLERLE TEDAVİ VE HİJYEN • Fotosentez olayı bir redoks reaksiyonudur. Bunun sonucunda bitkiler oluşur. Fotosentezde ve fotosentezin devamında yaprak gereklidir. Tedavide ve hijyende bitki yaprakları önemlidir. Sigara kâğıdı gibi ince yeşil yapraklar, yazın çok şiddetli sıcaklıkta bile aylarca yaş kalır, kurumaz.
DOĞAL ŞİFALI SULARLA TEDAVİ • Yeraltından gelen sular karşılaştıkları sert taş, kaya ve toprağa çarptığında elektron aktarımı olur; örneğin, elementel demir (sıfır değerlikli demir) içeren bir kayayla su temas edince; demir, +2 hâline geçer. Sıfır değerlikli demir suda çözünmez. Oluşan demir +2 bileşiği ise suda az çözünür.
• Bu redoks tepkimeleri sonucunda yeryüzüne çıkan kaynak suları ve şifalı sular az veya eser miktarda onlarca farklı minerali içerir. Ülkemizde Keçiborlu suyu, şifalı sulara örnektir. • Köklerin ipek gibi yumuşak damarlarının sert taşları delmesi anında da benzer redoks reaksiyonları gerçekleşir.
KİMYA LABORATUVARLARINDAKİ LAVABO VE PİS SU BORULARI ÇELİKTEN OLMAMALIDIR • Kimya laboratuvarlarındaki lavabolar, çelik lavabo olmamalıdır; çünkü çelik, asitlerle kimyasal tepkimeye girer. Zaten bu hususa dikkat edilmektedir.
• Kimya laboratuvarlarında lavabolar ve çalışma tezgâhları laminant da olmamalıdır; çünkü laminant, çoğu çözelti ile tepkimeye girer ve leke kalır. • Kimya laboratuvarlarında pis su boruları, bakır ve çinko olmamalıdır. Bakır asitlerle tepkimeye girer. Çinko ise hem asit hem baz hem de bazı çözeltilerle tepkimeye girer. • Bu hususlara kimya laboratuvarlarının kurulmasında dikkat edilmektedir.
SANAYİDE YANLIŞ BİR UYGULAMA;
DEMİRİN ÇİNKO İLE KAPLANMASI Yanlış olarak elektrolizle olur. Emaye kaplar buna örnektir. Kısa sürede çinko (sır) kalkar. Kap kullanılamaz hâle gelir. Çinko kap (emaye kap), demirin çinko ile elektroliz sonucu kaplanmasıyla üretilmiştir. Günümüzde büyük çapta hem üretimi hem de evlerde kullanımı terk edilmiştir.
ENDÜSTRİDE YAPILAN BİR HATA;
DEMİRİN KROM İLE KAPLANMASI Kaplama ancak elektrolizle olur, kendiliğinden olmaz. Demir daha kıymetli metaldir. Kromun üzeri demirle kendiliğinden kaplanır; doğrusu budur. Ancak, demirin üzeri kromla kendiliğinden kaplanmaz. Demirin kromla kaplanması ancak elektrolizle olur. Kaplandıktan sonra da krom hemen kalkar.
Hem kromun ele batma tehlikesi vardır hem de alttaki demir paslanır. Krom kaplı musluklarda buna çokça rastlanır. Kromaj kaplı et kıyma makinelerinde ise alttaki demir paslandığından dolayı, kıyma makinesinde sabahları ilk çekilen kıymalar paslı olur.
REDOKS TEPKİMESİ VE ELMA Elma 1 sene boyunca ihtiyacımızın olduğu bir meyvedir, her mevsim turfanda elma bulunur. Fe+2 kanımızdaki hemoglobinin temel maddesidir. Gıdalardaki ve ilaçlardaki demir iyonu ise Fe+3’tür. Fe+2 ihtiyacımızı elma ve nisan yağmuru ile karşılamamız gerekir. Veyahut elma çekirdeği yenilmelidir.
Kansızlık için alınan Fe+3 preparatları bağırsakları tahrip eder ve genelde faydası görülemez. Çünkü ilaç olarak veya gıdalarla aldığımız Fe+3 vücudumuzda ancak elma çekirdeğiyle indirgenerek Fe+2’ye dönüşebilir. Günde 1 tane elma ile beraber 1 tane de elma çekirdeği yenmelidir. Elma çekirdeği 1 taneden fazla yenmemelidir. 1 adet elmada bulunan Fe+2, insanın günlük Fe+2 ihtiyacı kadardır.
Elmada Fe+2 zaten vardır. Elma ağacı, kökleri vasıtasıyla topraktan aldığı Fe+3’ü indirgeyerek Fe+2 hâline getirir ve meyvesinde depolar. Bu redoks tepkimesi günümüzde kimya laboratuvarlarında henüz gerçekleştirilememiştir. Çünkü, gerçekleştirilmesi zor bir kimyasal işlemdir. Kırmızı renkli Fe+2’nin laboratuvarlarda elde edilmesi bu nedenle mümkün değildir.
• Nisan yağmuru bereketlidir ve içilirse şifalıdır. Genelde nisan ayında yağan ikinci yağmur, kırmızı renkli Fe+2 içerir. Bu Fe+2’nin kaynağı çöllerdeki tozdur. Sahra tozları nisan ayında rüzgârla dünyanın her yerine taşınır. Tozlar bulutların içine girince de yağış oluşur. Bu yağmurdan sonra arabaların üzeri kırmızılaşır.
YERYÜZÜNDE BULUNAN DOĞAL ELEMENTLER VE DOĞAL BİLEŞİKLER HANGİLERİDİR?
METALLERİN SERBEST YA DA BİLEŞİK OLARAK DOĞADA BULUNMASIDAKİ KURAL • İndirgenme yarı pil potansiyeli listesinde; indirgenme potansiyeli hidrojenden yüksek olan metaller, soy (altın, platin, gümüş) ve yarı soy (bakır, cıva) metallerdir. Soy metaller doğada yalnız elementel hâlde bulunur, bileşikleri hâlinde bulunmaz.
• Yarı soy metaller ise hem elementel hâlde hem de bileşiği hâlinde bulunur. • Amalgam diş dolgular; cıva ve gümüş içerir. Altın diş dolgusu da vardır. Platin metali ise, protezlerde kullanılır. Bütün bu kullanımlarda altın, platin, gümüş ve cıva; aynen doğadaki gibi metalik hâldedir. Sıfır değerliklidir. Bu nedenle de sağlığa zararları yoktur. • Bakır ve cıva da soy metaller gibi genelde doğada serbest hâlde bulunur.
• Bakır ve cıva metallerine, yarı soy metal denmesinin sebebi; doğada doğal bileşiklerinin de olmasıdır. • Bu 5 element dışındaki bütün metaller, yaklaşık 70 metal doğada yalnız bileşikleri hâlinde bulunur, hiçbiri serbest hâlde bulunmaz. • Örneğin doğada Na, Ca, Al yoktur. NaCl (yemek tuzu), CaCO3 (mermer), Al2O3 (alüminyum metalinin elektroliz yöntemiyle elde edildiği boksit cevheri) vardır.
• Tabiatta bulunan ve suda çözünmeyen doğal metal bileşiklerine cevher (filiz) denir. • Genellikle kaya tuzu gibi suda çözünenler yerin derinliklerinde, suda çözünmeyenler ise yerin üstündedir. • Demir ve nikelin indirgenme potansiyeli hidrojenden az olmasına rağmen, yerkürenin merkezinde erimiş elementel hâlde de bulunurlar.
•
•
İnsan evrenin küçültülmüş bir örneği olduğundan; evrende hangi doğal element ve bileşik varsa, insanda numunesi vardır. Zemin yüzündeki doğal element ve doğal bileşiklerin çok faydalı görevleri vardır. Özellikle de insanın hizmetine koşmaktadırlar.
AMETALLERİN SERBEST YA DA BİLEŞİK OLARAK DOĞADA BULUNMASIDAKİ KURAL • F2 ve Cl2 gazı, tabiatta bulunmaz. Doğada florür bileşikleri ve klorür bileşikleri vardır. • F2 gazı ve Cl2 gazından başka bütün ametaller; doğada, hem elementel hâlde hem de bileşiği hâlinde bulunur. • Tabloda bunlar örneklerle gösterilmiştir:
AMETALİN DOĞAL SEMBOLÜ ELEMENTEL AMETALİN FORMÜLÜ
AMETAL İÇEREN DOĞAL BİLEŞİĞİN FORMÜLÜ
C H
C (KÖMÜR) H2 (HİDROJEN)
CO2 H2O
O N S
O2 (OKSİJEN) CaCO3 (ALÇI) N2 (AZOT) PROTEİN S (KÜKÜRT TOZU) CaSO4 (MERMER) Si (AKİK TAŞI) SiO2 (KUM)
Si
CABİR BİN HAYYAN (721–805) • Paslanmayan çelik alaşımı elde etmiştir. Çeliklerde paslanmayı önlemiştir.