İndirgenme-Yükseltgenme Tepkimeleri

1. Yukarıdaki bileşikte kromun yükseltgenme basamağı kaçtır?

K₂Cr₂O₇

• A) +6
• B) +3
• C) +7
• D) +2
• E) −2

Doğru cevap: A — Nötr bileşikte basamakların toplamı sıfır alınarak krom çekilir ve yükseltgenme basamağı +6 bulunur.

1. Nötr bir bileşikte yükseltgenme basamaklarının toplamı sıfırdır. K₂Cr₂O₇’de potasyum +1, oksijen −2 basamağındadır.
2. Kromun basamağına $x$ diyelim: $2(+1) + 2x + 7(-2) = 0$.
3. $2 + 2x - 14 = 0 \Rightarrow 2x = 12 \Rightarrow x = +6$ bulunur.
4. Denetleyelim: $2(+1) + 2(+6) + 7(-2) = 2 + 12 - 14 = 0$ ✓ — toplam sıfır çıktı, bileşik nötr.

2. Bir tepkimede elektron veren taneciğin adı ve bu taneciğe olan şey hangisinde doğru verilmiştir?

• A) Yükseltgen – indirgenir
• B) İndirgen – yükseltgenir
• C) Yükseltgen – yükseltgenir
• D) İndirgen – indirgenir
• E) Katalizör – değişmez

Doğru cevap: B — Elektron veren taneciğe indirgen denir ve bu tanecik kendisi yükseltgenir.

1. Yükseltgenme elektron kaybı, indirgenme elektron kazancıdır. Önce taneciğin kendi başına ne olduğuna bakalım: elektron verdiği için yükseltgenir.
2. Adlandırma ise taneciğin karşısındakine yaptığı işe göre yapılır. Verilen elektronları karşı tanecik alır, yani indirgenir.
3. Karşısındakini indirgeyen taneciğe indirgen denir. Öyleyse elektron veren tanecik indirgendir ve kendisi yükseltgenir.
4. Denetleyelim: $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-$ tepkimesinde çinko elektron verir, basamağı 0’dan +2’ye çıkar ve bakır iyonunu indirger ✓.

3. Tabloda bir tepkimeye giren taneciklerin yükseltgenme basamakları verilmiştir. Buna göre yükseltgen ve indirgen sırasıyla hangileridir?

• A) Zn – Zn
• B) Zn – Cu
• C) Cu²⁺ – Zn
• D) Cu – Cu²⁺
• E) İkisi de yükseltgendir

Doğru cevap: C — Basamağı artan çinko indirgen, basamağı azalan Cu²⁺ ise yükseltgendir.

1. Tablonun ilk satırı: Zn 0’dan +2’ye çıkmış. Basamağın artması elektron kaybı, yani yükseltgenmedir; yükseltgenen tanecik indirgendir.
2. İkinci satır: Cu +2’den 0’a inmiş. Basamağın azalması elektron kazancı, yani indirgenmedir; indirgenen tanecik yükseltgendir.
3. Soru sırayla önce yükseltgeni, sonra indirgeni istiyor: yükseltgen Cu²⁺, indirgen Zn.
4. Denetleyelim: çinkonun verdiği 2 elektronu bakır iyonu alıyor; verilen ve alınan elektron sayısı eşit ✓ — tepkime denk.

4. Nemli havada bırakılan demir bir çivinin yüzeyinde zamanla kırmızımsı kahverengi bir tabaka oluşuyor ve çivinin kütlesi artıyor. Bu olay için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

• A) Fiziksel bir değişimdir.
• B) Demir indirgenmiştir.
• C) Yalnız su buharlaşmıştır.
• D) Demir yükseltgenmiş, oksijen indirgenmiştir.
• E) Tepkimede elektron alışverişi yoktur.

Doğru cevap: D — Paslanmada demir yükseltgenir, oksijen indirgenir; olay kimyasal bir redoks değişimidir.

1. Yüzeyde farklı özellikte yeni bir madde (demir oksit) oluştuğu için değişim fiziksel değil, kimyasaldır.
2. Demir 0 basamağından başlar ve pasta +3 basamağına çıkar. Basamağın artması elektron kaybıdır: demir yükseltgenir.
3. Havadaki oksijen ise 0 basamağından oksitteki −2 basamağına iner; elektron kazandığı için indirgenir.
4. Denetleyelim: çivinin kütlesi artmış ✓ — demire bağlanan oksijen atomları kütleyi artırır; yalnız su buharlaşsaydı kütle azalırdı.

5. Şemada bir galvanik pil verilmiştir. Elektronların dış devredeki akış yönü göz önüne alındığında anot ve katot hangisidir?

• A) Anot Cu, katot Zn
• B) İkisi de anot
• C) İkisi de katot
• D) Anot tuz köprüsüdür
• E) Anot Zn, katot Cu

Doğru cevap: E — Elektronların çıktığı çinko elektrot anot, elektronların ulaştığı bakır elektrot ise katottur.

1. Anot, yükseltgenmenin olduğu ve elektronun dış devreye çıktığı elektrottur; katot ise elektronun geldiği ve indirgenmenin olduğu elektrottur.
2. Şemadaki e⁻ oku çinko elektrottan dış devreye doğru gösterilmiş; öyleyse elektron çinkoda üretiliyor: $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-$.
3. Elektronlar telden bakır elektroda ulaşır ve orada bakır iyonlarını indirger: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$. Öyleyse anot Zn, katot Cu’dur.
4. Denetleyelim: pil çalışırken çinko elektrot aşınır, bakır elektrodun kütlesi artar ✓ — gözlemle uyumlu.

6. Galvanik bir pilde elektronların izlediği yol aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Anottan dış devre üzerinden katoda
• B) Katottan dış devre üzerinden anoda
• C) Tuz köprüsü içinden katoda
• D) Çözelti içinden anoda
• E) Elektronlar hareket etmez

Doğru cevap: A — Elektronlar anotta açığa çıkar ve dış devre üzerinden katoda akar.

1. Anotta yükseltgenme olur; metal atomu iyonlaşırken elektronlarını elektroda bırakır.
2. Bu elektronlar çözeltinin içinden geçemez; çözeltide yük taşıyan tanecikler iyonlardır. Elektronların tek yolu dış devredeki teldir.
3. Katotta indirgenme için elektron gerekir; tel boyunca gelen elektronlar orada iyonlarca alınır. Yol şudur: anot → dış devre → katot.
4. Denetleyelim: dış devre kesildiğinde elektron akışı durur ve pil çalışmaz ✓ — akış gerçekten telden geçiyor.

7. Yukarıdaki yarı tepkimede boş bırakılan yere hangi sayı gelmelidir?

Al → Al³⁺ + __ e⁻

• A) 1
• B) 3
• C) 2
• D) 6
• E) 4

Doğru cevap: B — Yük denkliği için alüminyum 3 elektron verir: $Al \rightarrow Al^{3+} + 3e^-$.

1. Yarı tepkimenin iki yanındaki toplam yük eşit olmalıdır. Solda element hâlindeki alüminyumun yükü 0’dır.
2. Sağda Al³⁺ iyonunun yükü +3’tür; bir de verilen elektronlar vardır ve her biri −1 yük taşır.
3. $0 = (+3) + n(-1)$ eşitliğinden $n = 3$ bulunur. Bu sayı, basamağın 0’dan +3’e çıkışındaki 3 birimlik değişimle de aynıdır.
4. Denetleyelim: sağ tarafın toplam yükü $+3 + 3(-1) = 0$ ✓ — iki yan da sıfır yüklü.

8. Tabloda üç metalin aktiflik sırası verilmiştir. Buna göre aşağıdaki tepkimelerden hangisi kendiliğinden gerçekleşir?

• A) Cu + MgSO₄ → CuSO₄ + Mg
• B) Cu + ZnSO₄ → CuSO₄ + Zn
• C) Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu
• D) Cu + Cu(NO₃)₂ → tepkime olmaz ama Cu çözünür
• E) Mg + MgCl₂ → Mg²⁺ + Mg

Doğru cevap: C — Daha aktif olan çinko bakırı tuzundan ayırır: $Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu$ kendiliğinden yürür.

1. Bir metalin başka bir metali bileşiğinden ayırabilmesi için ondan daha aktif olması gerekir; aktif metal elektron vermeye daha isteklidir.
2. Tabloya göre aktiflik sırası Mg > Zn > Cu’dur. Öyleyse bakır ne magnezyumu ne de çinkoyu tuzundan ayırabilir; bakırla başlayan seçenekler elenir.
3. Çinko bakırdan aktiftir: çinko elektron verip çözeltiye geçer, bakır iyonları elektron alıp katı bakır olarak açığa çıkar.
4. Denetleyelim: denklemin iki yanında da 1 Zn, 1 Cu ve 1 SO₄ bulunuyor ✓ — hem denk hem aktiflik sırasına uygun.

9. Toprak altındaki çelik bir boru hattına, boruya bağlanmış magnezyum bloklar yerleştiriliyor ve zamanla bu blokların aşındığı, borunun ise korunduğu görülüyor. Bu yöntemin çalışma ilkesi hangisidir?

• A) Magnezyum boruyu yalıtır, hava almasını engeller.
• B) Magnezyum boruyu ısıtarak nemi uzaklaştırır.
• C) Magnezyum borudaki pası kimyasal olarak çözer.
• D) Daha aktif olan magnezyum yükseltgenerek borunun yerine elektron verir.
• E) Magnezyum boruya bir oksit tabakası kaplar.

Doğru cevap: D — Katodik korumada demirden daha aktif olan magnezyum kurban anot olur ve borunun yerine yükseltgenir.

1. Magnezyum demirden daha aktiftir, yani elektron vermeye daha isteklidir. İki metal birbirine bağlandığında yükseltgenmeyi aktif olan üstlenir.
2. Magnezyum $Mg \rightarrow Mg^{2+} + 2e^-$ tepkimesiyle aşınır ve verdiği elektronlar bağlantı üzerinden boruya akar.
3. Sürekli elektron alan boru katot durumunda kalır; katotta yükseltgenme olmadığı için demir iyonlaşmaz, yani paslanmaz.
4. Denetleyelim: blokların aşınıp borunun sağlam kalması bu açıklamayı doğruluyor ✓ — bloklara bu yüzden “kurban anot” denir.

10. Şemadaki pilde yarı hücre potansiyelleri E°(Zn²⁺/Zn) = −0,76 V ve E°(Cu²⁺/Cu) = +0,34 V verilmiştir. Pilin standart gerilimi kaç volttur?

• A) 0,42
• B) −1,10
• C) −0,42
• D) 0,34
• E) 1,10

Doğru cevap: E — Pil gerilimi katot ile anot potansiyellerinin farkıdır: $0{,}34 - (-0{,}76) = 1{,}10$ V.

1. İndirgenme potansiyeli büyük olan yarı hücre indirgenir, yani katot olur: $E°(Cu^{2+}/Cu) = +0{,}34$ V.
2. Küçük olan yükseltgenir, yani anot olur: $E°(Zn^{2+}/Zn) = -0{,}76$ V.
3. $E°_{pil} = E°_{katot} - E°_{anot} = 0{,}34 - (-0{,}76) = 0{,}34 + 0{,}76 = 1{,}10$ V.
4. Denetleyelim: sonuç pozitif çıktı ✓ — kendiliğinden yürüyen bir galvanik pilde gerilim pozitif olmalıdır.

11. Yukarıdaki iki yarı hücreyle kurulan pilde hangi elektrot katot olur?

E°(Ag⁺/Ag) = +0,80 V × E°(Ni²⁺/Ni) = −0,25 V

• A) Ag elektrot
• B) Ni elektrot
• C) İkisi de katot olur
• D) Tuz köprüsü katot görevi görür
• E) Belirlenemez

Doğru cevap: A — İndirgenme potansiyeli büyük olan gümüş elektrot katot olur.

1. Katot, indirgenmenin olduğu elektrottur; indirgenme elektron almaktır.
2. Standart indirgenme potansiyeli büyük olan yarı hücre elektron almaya daha isteklidir. Verilen değerler: Ag için $+0{,}80$ V, Ni için $-0{,}25$ V.
3. $+0{,}80 > -0{,}25$ olduğundan gümüş indirgenir ve katot olur; nikel yükseltgenip anot olur.
4. Denetleyelim: $E°_{pil} = 0{,}80 - (-0{,}25) = 1{,}05$ V, yani pozitif ✓ — bu seçim kendiliğinden yürüyen pili veriyor.

12. Bir öğrenci erimiş sodyum klorürden elektrik akımı geçiriyor ve bir elektrotta gümüş parlaklığında metal, diğerinde sarımsı yeşil bir gaz topluyor. Bu işlem için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

• A) Kendiliğinden yürüyen bir pil tepkimesidir.
• B) Elektrolizdir; dışarıdan verilen enerjiyle redoks zorlanmıştır.
• C) Tepkimede elektron alışverişi yoktur.
• D) Yalnız fiziksel bir ayrışma olmuştur.
• E) İki elektrotta da aynı ürün oluşur.

Doğru cevap: B — Dışarıdan verilen akımla kendiliğinden yürümeyen redoks zorlandığı için olay elektrolizdir.

1. Erimiş sodyum klorürde serbest Na⁺ ve Cl⁻ iyonları bulunur ve düzeneğe dışarıdan elektrik akımı veriliyor.
2. Katotta Na⁺ elektron alır, gümüş parlaklığındaki sodyum metali oluşur: $Na^+ + e^- \rightarrow Na$.
3. Anotta Cl⁻ elektron verir, sarımsı yeşil klor gazı açığa çıkar: $2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^-$. Elektron alışverişi olduğuna göre olay bir redokstur.
4. Denetleyelim: akım kesildiğinde tepkime durur ✓ — enerji dışarıdan verildiği için bu bir elektroliz hücresidir, pil değil.

13. Erimiş NaCl elektrolizine ait tabloda soru işareti bulunan yere hangisi gelmelidir?

• A) Na⁺
• B) H₂
• C) Cl₂
• D) O₂
• E) NaOH

Doğru cevap: C — Anotta klorür iyonları yükseltgenip klor gazına dönüşür; boşluğa Cl₂ gelir.

1. Erimiş NaCl’de yalnız iki iyon vardır: Na⁺ ve Cl⁻. Tabloya göre katotta indirgenme olmuş ve sodyum metali elde edilmiş.
2. Anotta yükseltgenme olur; yükseltgenebilecek tanecik, elektron verebilen Cl⁻ iyonudur.
3. İki klorür iyonu birer elektron verip birleşir: $2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^-$. Öyleyse anot ürünü klor gazıdır.
4. Denetleyelim: katotta alınan elektron sayısı anotta verilenle eşitlenebiliyor ($2Na^+ + 2e^- \rightarrow 2Na$) ✓ — tepkime denk.

14. Bir öğrenci iki düzenek kuruyor: birincisinde tepkime kendiliğinden yürüyüp lambayı yakıyor, ikincisinde ise tepkimenin yürümesi için dışarıdan pil bağlaması gerekiyor. Bu iki düzenek sırasıyla hangileridir?

• A) Elektroliz hücresi – galvanik pil
• B) İkisi de galvanik pil
• C) İkisi de elektroliz hücresi
• D) Galvanik pil – elektroliz hücresi
• E) Tampon çözelti – galvanik pil

Doğru cevap: D — Kendiliğinden yürüyüp enerji üreten düzenek galvanik pil, dışarıdan enerji isteyen düzenek elektroliz hücresidir.

1. Birinci düzenek lambayı yakıyor, yani elektrik enerjisi ÜRETİYOR. Enerji üretebilmesi için tepkimenin kendiliğinden yürümesi gerekir.
2. Kendiliğinden yürüyen redoksun elektrik ürettiği düzeneğe galvanik pil denir.
3. İkinci düzenekte tepkime ancak dışarıdan pil bağlanınca yürüyor, yani enerji TÜKETİYOR; zorlanan redoksun yürütüldüğü düzenek elektroliz hücresidir.
4. Denetleyelim: birincide $E°_{pil}$ pozitiftir, ikincide negatiftir ve dışarıdan gerilim uygulanması gerekir ✓ — sıralama galvanik pil, elektroliz hücresi.

15. Yukarıdaki dönüşümde manganezin yükseltgenme basamağı kaç birim değişmiştir ve bu bir indirgenme midir?

MnO₄⁻ → Mn²⁺

• A) 2 birim × yükseltgenme
• B) 3 birim × indirgenme
• C) 7 birim × yükseltgenme
• D) 2 birim × indirgenme
• E) 5 birim × indirgenme

Doğru cevap: E — Manganezin basamağı +7’den +2’ye indiği için 5 birim değişmiştir ve olay indirgenmedir.

1. MnO₄⁻ iyonunda oksijen −2 basamağındadır ve iyonun toplam yükü −1’dir: $x + 4(-2) = -1$.
2. $x - 8 = -1 \Rightarrow x = +7$. Soldaki manganezin basamağı +7’dir.
3. Sağdaki Mn²⁺ iyonunda basamak +2’dir. Değişim $7 - 2 = 5$ birimdir ve basamak azaldığı için olay indirgenmedir.
4. Denetleyelim: 5 birimlik azalma manganezin 5 elektron aldığı anlamına gelir ($MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$) ✓ — elektron kazancı gerçekten indirgenmedir.

16. Yukarıdaki tepkime için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

• A) Redoks değildir; hiçbir atomun basamağı değişmez.
• B) Redokstur; klor yükseltgenir.
• C) Redokstur; sodyum indirgenir.
• D) Redokstur; hidrojen elektron alır.
• E) Redokstur; oksijen yükseltgenir.

Doğru cevap: A — Nötrleşmede hiçbir atomun yükseltgenme basamağı değişmediği için tepkime redoks değildir.

1. Bir tepkimenin redoks olması için en az bir atomun yükseltgenme basamağının değişmesi gerekir. Atomları tek tek karşılaştıralım.
2. Hidrojen HCl’de +1, suda yine +1’dir. Klor HCl’de −1, NaCl’de yine −1’dir.
3. Sodyum NaOH’de +1, NaCl’de yine +1; oksijen NaOH’de −2, suda yine −2’dir. Hiçbir basamak değişmemiştir.
4. Denetleyelim: tepkime bir asit ile bazın nötrleşmesidir ve gerçekte olan şey $H^+$ ile $OH^-$ iyonlarının birleşip su oluşturmasıdır ✓ — elektron alışverişi değil, iyon birleşmesi var.

17. Şemadaki pilde tuz köprüsü çıkarılırsa ne olur ve bunun nedeni hangisidir?

• A) Gerilim iki katına çıkar; direnç azalır.
• B) Akım kısa sürede durur; yarı hücrelerde yük dengesi bozulur.
• C) Hiçbir şey değişmez; köprü süstür.
• D) Elektronlar ters yöne akar.
• E) Anot ile katot yer değiştirir.

Doğru cevap: B — Tuz köprüsü iyon geçişiyle yük dengesini korur; olmazsa devre kısa sürede durur.

1. Anot yarı hücresinde Zn²⁺ birikir → pozitif yük artar.
2. Katot yarı hücresinde Cu²⁺ tükenir → negatif yük artar.
3. Tuz köprüsü iyon göndererek bu yük birikimini dengeler.
4. Köprü olmazsa yük dengesi bozulur ve elektron akışı durur.

18. Bir galvanik pil uzun süre çalıştırıldıktan sonra anot elektrotunun inceldiği, katot elektrotunun ise kalınlaştığı gözleniyor. Bu gözlemin nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Anot ısıyla erimiştir.
• B) Katot çözeltiden su çekmiştir.
• C) Anot metali çözeltiye geçmiş, katotta metal birikmiştir.
• D) Tuz köprüsündeki tuz elektrotlara yapışmıştır.
• E) Elektrotlar yer değiştirmiştir.

Doğru cevap: C — Anotta metal yükseltgenip iyon olarak çözeltiye geçer; katotta iyon indirgenip metal olarak birikir.

1. Anotta yükseltgenme: M → M²⁺ + 2e⁻
2. Metal iyon hâline geçip çözeltiye karışır → elektrot incelir.
3. Katotta indirgenme: M²⁺ + 2e⁻ → M
4. Oluşan metal elektrot üzerinde birikir → elektrot kalınlaşır.

19. Tablodaki yarı tepkimelerden ikisiyle kurulacak pilde en büyük gerilimi hangi çift verir?

• A) Ag ile Cu
• B) Cu ile Fe
• C) Ag ile Ag
• D) Ag ile Fe
• E) Üç çift de aynı gerilimi verir

Doğru cevap: D — En büyük gerilimi, potansiyel farkı en büyük olan Ag ile Fe çifti verir: $1{,}24$ V.

1. Pil gerilimi $E°_{pil} = E°_{katot} - E°_{anot}$ ile bulunur; her çiftte potansiyeli büyük olan katot, küçük olan anot olur.
2. Ag–Cu çifti: $0{,}80 - 0{,}34 = 0{,}46$ V. Cu–Fe çifti: $0{,}34 - (-0{,}44) = 0{,}78$ V.
3. Ag–Fe çifti: $0{,}80 - (-0{,}44) = 1{,}24$ V. En büyük değer bu çiftte çıkıyor.
4. Denetleyelim: tablodaki en büyük ve en küçük potansiyel Ag ile Fe’ye ait ✓ — en büyük fark zaten uçlardaki iki yarı hücreden gelmelidir.

20. Bir kuyumcu, bakır bir yüzüğü gümüş çözeltisine daldırıp devreye akım vererek yüzeyini gümüşle kaplıyor. Bu işlemde yüzüğün devredeki yeri ve nedeni hangisidir?

• A) Anottur; yüzeyinde yükseltgenme olur.
• B) Anottur; elektron verir.
• C) Tuz köprüsüdür; iyon geçişini sağlar.
• D) Devre dışıdır; yalnız çözeltide bekler.
• E) Katottur; gümüş iyonları burada indirgenip birikir.

Doğru cevap: E — Kaplanacak yüzük katot olarak bağlanır; gümüş iyonları orada indirgenip yüzeye birikir.

1. Kaplama için çözeltideki Ag⁺ iyonlarının metalik gümüşe dönüşmesi gerekir: $Ag^+ + e^- \rightarrow Ag$.
2. İyonun elektron alıp metale dönüşmesi indirgenmedir ve indirgenme yalnız katotta olur.
3. Öyleyse yüzük katot ucuna bağlanır; dış kaynaktan gelen elektronlar yüzük yüzeyinde gümüş iyonlarını indirger ve biriken gümüş ince bir tabaka oluşturur.
4. Denetleyelim: anotta gümüş levha kullanılırsa orada $Ag \rightarrow Ag^+ + e^-$ yürür ve çözeltinin gümüş derişimi sabit kalır ✓ — kaplama böylece sürebilir.