Kimyasal tepkimeler, maddenin yapısını değiştirerek yeni maddelerin oluşmasını sağlayan süreçlerdir. Bu süreçler, atomlar arasındaki bağların kopup yeniden kurulmasıyla gerçekleşir.

Kimyasal Tepkimelerin Oluşumu

Kimyasal Değişim

Kimyasal değişim, bir maddenin iç yapısının değişerek yeni maddelere dönüşmesidir. Bu süreçte maddenin kimliği tamamen değişir ve eski haline fiziksel yöntemlerle geri döndürülemez. Yanma, paslanma, fotosentez ve mayalanma gibi olaylar kimyasal değişimlere örnektir.

Bir kimyasal değişimin gerçekleştiğini gösteren yaygın belirtiler şunlardır:

• Gaz çıkışı: İki madde karıştırıldığında baloncukların oluşması.
• Renk değişimi: Maddelerin renginin farklı bir renge dönüşmesi.
• Isı ve ışık değişimi: Tepkimenin ısı açığa çıkarması (ekzotermik) veya ısı alması (endotermik).
• Çökelek oluşumu: Berrak iki sıvının karıştırılmasıyla suda çözünmeyen katı bir maddenin oluşması.

Kimyasal Tepkimeler

Kimyasal değişimler, atomların yeniden düzenlenmesiyle gerçekleşen kimyasal tepkimeler aracılığıyla ifade edilir. Bu süreçte atomlar arasındaki eski bağlar kopar ve atomlar yeni bağlar kurarak yeni moleküller oluşturur.

Bir kimyasal tepkimede, tepkimeye giren maddelere reaktifler (tepkenler), tepkime sonucunda oluşan maddelere ise ürünler denir.

Kütlenin Korunumu Yasası: Bir kimyasal tepkime sırasında, tepkimeye giren maddelerin toplam kütlesi, oluşan ürünlerin toplam kütlesine her zaman eşittir. Bu, atomların yoktan var edilemeyeceği veya yok edilemeyeceği ilkesine dayanır.

Kimyasal Tepkimelerin Oluşum Sürecini Modelleme

Kimyasal tepkimenin oluşum süreci molekül düzeyinde modellenerek daha iyi anlaşılabilir. Bu süreç genellikle üç ana aşamada incelenir:

1. Bağların Kopması: Tepkimeye girecek reaktif moleküllerin atomları arasındaki eski bağların kopması için enerji gerekir.
2. Atomların Yeniden Düzenlenmesi: Serbest kalan atomlar, yeni ve daha kararlı bağlar oluşturmak için yeniden birleşirler.
3. Yeni Bağların Kurulması: Yeni bağların oluşumu sırasında genellikle enerji açığa çıkar ve tepkimenin ürünleri oluşur.

Kimyasal Tepkime Türleri

Kimyasal tepkimeler, benzer özellikler gösteren türlere ayrılır.

Çökelme Tepkimeleri

Çökelme tepkimeleri, iki sulu çözeltinin karıştırılmasıyla suda çözünmeyen katı bir maddenin (çökelek) oluştuğu tepkimelerdir.

• Örnek: Gümüş nitrat (AgNO3) ve sodyum klorür (NaCl) çözeltilerinin karıştırılmasıyla gümüş klorür (AgCl) çökeliği oluşur.
  • AgNO3(suda) + NaCl(suda) -> AgCl(k) + NaNO3(suda)

İndirgenme-Yükseltgenme (Redoks) Tepkimeleri

Redoks tepkimeleri, maddeler arasında elektron alışverişinin gerçekleştiği tepkimelerdir.

• Yükseltgenme (Oksidasyon): Bir atomun elektron vererek yükseltgenme basamağının artmasıdır.
• İndirgenme (Redüksiyon): Bir atomun elektron alarak yükseltgenme basamağının azalmasıdır.

Bu iki olay aynı anda gerçekleşir. Elektron veren maddeye indirgen, elektron alan maddeye yükseltgen denir.

• Örnek: Metan gazının yanması.
  • CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
  • Bu tepkimede karbon atomu yükseltgenmiş, oksijen atomu ise indirgenmiştir.

Asit-Baz Tepkimeleri

Asit-baz tepkimeleri, bir asit ile bir bazın tepkimeye girerek tuz ve su oluşturduğu tepkimelerdir. Bu tepkimeler aynı zamanda nötralleşme tepkimesi olarak da adlandırılır.

• Örnek: Hidroklorik asit (HCl) ve sodyum hidroksit (NaOH) tepkimesi.
  • HCl(suda) + NaOH(suda) -> NaCl(suda) + H2O(s)

Çözümlü Sorular

1. Soru Aşağıdaki tepkimelerden hangisi hem asit-baz hem de çökelme tepkimesi değildir?

A) HCl + NaOH -> NaCl + H2O

B) 2Mg + O2 -> 2MgO

C) AgNO3 + KCl -> AgCl(k) + KNO3

D) H2SO4 + 2NaOH -> Na2SO4 + 2H2O

Çözüm: A ve D seçenekleri asit-baz tepkimesidir. C seçeneği ise bir çökelme tepkimesidir. B seçeneğindeki tepkime bir yanma ve aynı zamanda bir redoks tepkimesidir.

Doğru Cevap: B

Mol Kavramı

Mol Kavramı, kimyasal hesaplamaların temelini oluşturan bir ölçü birimidir. Bir mol, 6.02 x 10 üzeri 23 tane tanecik (atom, molekül, iyon) içerir. Bu sayıya Avogadro Sayısı denir.

• Mol Kütlesi (MA): Bir mol maddenin gram cinsinden kütlesidir.
• Mol Sayısı (n): n = m / MA (kütle/mol kütlesi) veya n = N / NA (tanecik sayısı/Avogadro sayısı) formülleri ile hesaplanır.

Saf Maddelerin Ölçülebilir Özellikleri

Saf maddeler, elementler ve bileşiklerdir. Her saf maddenin kendine özgü, sabit ve ölçülebilir özellikleri bulunur.

• Kütle (m): Bir maddenin içerdiği madde miktarı.
• Hacim (V): Bir maddenin uzayda kapladığı alan.
• Yoğunluk (d): Birim hacimdeki kütle (d = m/V).
• Erime ve Kaynama Noktası: Maddenin hal değiştirdiği sıcaklıklar. Saf maddeler için bu noktalar sabittir.

Çözümlü Sorular

2. Soru 28 gram CO gazı kaç moldür? (Atom kütleleri: C = 12, O = 16)

A) 0.5

B) 1

C) 2

D) 28

Çözüm: Önce CO’nun mol kütlesini bulalım. MA(CO) = 12 + 16 = 28 g/mol. Mol sayısı = kütle / mol kütlesi n = 28 g / 28 g/mol = 1 mol.

Doğru Cevap: B

---

3. Soru Aşağıdakilerden hangisi saf bir maddenin ayırt edici özelliği değildir?

A) Yoğunluk

B) Kaynama noktası

C) Kütle

D) Erime noktası

Çözüm: Kütle, maddenin miktarına bağlıdır ve ayırt edici bir özellik değildir.

Doğru Cevap: C

Kimyasal Tepkime Denklemlerinin Denkleştirilmesi

Denkleştirme, bir tepkime denkleminde girenler ve ürünler tarafındaki atom türü ve sayısının eşitlenmesidir. Denkleştirme, Kütlenin Korunumu Yasasının denkleme uygulanmasıdır.

• Denkleştirme Adımları:
  1. Tepkimedeki metal atomları denkleştirilir.
  2. Ametal atomları denkleştirilir (H ve O hariç).
  3. Hidrojen (H) atomları denkleştirilir.
  4. Oksijen (O) atomları denkleştirilir.
  5. Tüm katsayılar en küçük tam sayıya indirgenir.
• Örnek:
  • C3H8 + O2 -> CO2 + H2O
  • 3C denkleştirmek için 3CO2, 8H denkleştirmek için 4H2O yazılır.
  • C3H8 + O2 -> 3CO2 + 4H2O
  • Ürünlerde 3×2=6 O ve 4×1=4 O yani toplam 10 O atomu var. Girenlerde 5O2 yazılır.
  • C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O (Son hali)

Çözümlü Sorular

4. Soru Al + HCl -> AlCl3 + H2 tepkimesi denkleştirildiğinde H2’nin katsayısı kaç olur?

A) 1

B) 2

C) 3

D) 6

Çözüm:

1. Al’leri denkleştir: 1 Al -> 1 Al (Tamam)
2. Cl’leri denkleştir: Girenlerde 1 HCl, ürünlerde 3 AlCl3 var. 3 HCl yazılır.
3. Al + 3HCl -> AlCl3 + H2
4. H’leri denkleştir: Girenlerde 3 H, ürünlerde 2 H var. Katsayıları tam sayı yapmak için tüm tepkime 2 ile çarpılır.
5. 2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2
6. Son kontrol: Girenler: 2Al, 6H, 6Cl. Ürünler: 2Al, 6Cl, 6H. Denkleştirme tamam. H2’nin katsayısı 3’tür.

Doğru Cevap: C

Kimyasal (Stokiyometrik) Hesaplamalar

Stokiyometri, kimyasal tepkimelerdeki maddelerin miktarları arasındaki nicel ilişkileri inceler. Tepkime denklemlerinin katsayıları, tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol oranlarını belirtir.

• Temel Hesaplamalar:
  • Mol-kütle, mol-tanecik ve mol-hacim (gazlar için) ilişkileri kullanılarak istenen değerler bulunur.
  • Tepkimeye giren maddelerden biri sınırlayıcı reaktif ise, tüm hesaplamalar sınırlayıcı reaktife göre yapılır.
• Sınırlayıcı Bileşen: Bir kimyasal tepkimede ilk biten ve tepkimenin ne kadar ürün vereceğini belirleyen maddedir.

Çözümlü Sorular

5. Soru 2H2 + O2 -> 2H2O tepkimesine göre 4 mol H2 gazı ile yeterli miktarda O2 tepkimeye girdiğinde kaç gram H2O oluşur? (Atom kütleleri: H=1, O=16)

A) 18

B) 36

C) 72

D) 108

Çözüm:

1. Denklem katsayılarına göre 2 mol H2’den 2 mol H2O oluşur.
2. Yani H2 ve H2O’nun mol oranı 1’e 1’dir.
3. 4 mol H2 tepkimeye girerse 4 mol H2O oluşur.
4. H2O’nun mol kütlesini bulalım: MA(H2O) = (2 x 1) + 16 = 18 g/mol.
5. Oluşan H2O kütlesi: m = n x MA = 4 mol x 18 g/mol = 72 g.

Doğru Cevap: C