Bir yükseltgenme/indirgenme (redoks) reaksiyonu bir türden diğerine elektronların aktarıldığı bir reaksiyondur.

Bir indirgen elektron vericisidir. Yükseltgen ise elektron alıcısıdır.

Herhangi bir redoks reaksiyonu iki yarı reaksiyondan oluşur.

Not: Deneysel olarak tek başına bir yarı-reaksiyon gözlenemez.

Aşağıdaki reaksiyonların yönleri sağa doğru olduğuna göre H+, Ag+, Cd2+ ve Zn2+’nın elektron alıcısı (yükseltgen) olarak kuvvetleri sıralayalım:

2Ag+ + H2 ↔ 2Ag + 2H+

2H+ + Cd ↔ H2 + Cd2+

Cd2+ + Zn ↔ Cd + Zn2+

Sıralama, Ag+ > H+ > Cd2+ > Zn2+ şeklinde olur.

AgNO3 çözeltisine bir Cu(k) metali daldırıldığında, bu metal üzerinde Ag(k) birikir.

Ag+ + e- ↔ Ag(k)

Cu(k) ↔ Cu2+ + 2e-

Toplam reaksiyon: 2Ag+ + Cu(k) ↔ 2Ag(k) + Cu2+

Bu reaksiyon, indirgenin ve yükseltgenin fiziksel olarak birbirinden ayrı olduğu elektrokimyasal hücrelerde de yapılabilir.

Bu tür hücrelerde CuSO4 içerisindeki Cu(k) metali aşınırken (çözünürken), AgNO3 içerisindeki Ag(k) metali üzerinde Ag(k) birikir.

Elektrokimyasal Hücreler

Bir elektrokimyasal hücre, her biri bir elektrolit çözeltisine daldırılmış elektrotlar içerir.

İndirgenme reaksiyonu elektrot olarak katotta olurken, yükseltgenme anotta olur.

Çözelti içerisinde indirgenecek tür bulunmadığında (kalmadığında) katotta H2 oluşurken, yükseltgenecek tür bulunmadığında anotta O2 oluşur.

Reaktifler arası doğrudan reaksiyonu engellemek için (eskiden) çözeltiler (hücreler) arasına, içerisinde doygun tuz çözeltisi olan bir tuz köprüsü konulur.

Elektrokimyasal hücreler ya galvanik (Daniel hücresi, Volta pili) ya da elektrolitiktir.

Galvanik hücreler elektrik enerjisini (kendiliğinden) depolayan pillerdir.

Bir elektrolitik hücrenin çalışması için, dışarıdan elektrik enerjisi verilmesi gereklidir.

Zn anot, Ag katot olduğunda hücre kendiliğinden yürürken (galvanik),

Zn katot, Ag anot olduğunda hücrenin çalışması için dışarıdan elektrik enerjisi (potansiyel gibi) verilir (elektrolitik).

Zn |Zn2+ (0,0167 M) ║Ag+ (0,1000 M) |Ag

anot tuz köprüsü katot

Elektrolit bileşimleri farklı iki çözeltinin ara yüzeyinde sıvı-temas potansiyeli oluşur. Oysa tuz köprüsünün iki ucundaki temas potansiyelleri birbirini yok etme eğilimindedir. Böylece sıvı-temas potansiyelinin hücrenin toplam potansiyeline katkısı ihmal edilecek düzeye iner.

Hücre içinde elektriği anyonlar (Zn anoda doğru) ve katyonlar (Ag katoda doğru) taşır.

Tuz köprüsü içerisinde ise, Cl- iyonları çinko yarı-hücresine doğru, K+ iyonları ise gümüş yarı-hücresine doğru göç ederler.

Yazının diğer bölümleri için:

ELEKTROKİMYAYA GİRİŞ: Yükseltgenme/İndirgenme (Redoks) Reaksiyonları

Yükseltgenme/İndirgenme (Redoks) Reaksiyonları Bölüm 2 : Elektrot Potansiyelleri

Yükseltgenme / İndirgenme (Redoks) Reaksiyonları Bölüm 3 : Nerst Eşitliği ve Uygulamaları

Yükseltgenme/İndirgenme (Redoks) Reaksiyonları Bölüm 4 : Redoks denge sabitlerinin hesaplanması