Kimyasal tepkimeler, atomların yeniden düzenlenmesiyle yeni maddelerin oluştuğu süreçlerdir. Bu süreçleri doğru bir şekilde ifade etmek için tepkime denklemlerini kullanırız. Ancak, bir tepkime denkleminin doğru olması için denkleştirilmiş olması gerekir. Denkleştirme, tepkimeye giren maddelerdeki (reaktanlar) her bir atomun sayısının, tepkime sonucunda oluşan maddelerdeki (ürünler) aynı atomun sayısına eşit olmasını sağlamaktır. Bu, kütlenin korunumu yasasının bir gereğidir.
Tepkime denkleştirme için birkaç farklı yöntem bulunmaktadır. En yaygın kullanılan yöntemler şunlardır:
Şimdi, göz kararı yöntemiyle birkaç basit tepkimeyi denkleştirelim:
Örnek 1: Hidrojen gazının oksijenle yanarak su oluşturması:
H2 + O2 → H2O
Bu denklemi denkleştirmek için:
2H2 + O2 → 2H2O
Şimdi denklemde 4 hidrojen atomu ve 2 oksijen atomu bulunmaktadır.
Örnek 2: Metan gazının yanması (doğalgazın yanması):
CH4 + O2 → CO2 + H2O
Bu denklemi denkleştirmek için:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Şimdi denklemde 1 karbon, 4 hidrojen ve 4 oksijen atomu bulunmaktadır.
Örnek 3: Amonyak oluşumu:
N2 + H2 → NH3
Bu denklemi denkleştirmek için:
N2 + 3H2 → 2NH3
Şimdi denklemde 2 azot ve 6 hidrojen atomu bulunmaktadır.
Cebirsel yöntemi daha iyi anlamak için bir örnek inceleyelim:
Örnek: Potasyum permanganatın (KMnO4) hidroklorik asit (HCl) ile tepkimesi:
KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + H2O + Cl2
Bu tepkimeyi denkleştirmek için her bir maddeye bir değişken atayalım:
aKMnO4 + bHCl → cKCl + dMnCl2 + eH2O + fCl2
Şimdi her bir atom için denklemler yazalım:
Bu denklemleri çözmek için, a = 1 alalım. Bu durumda:
Kesirli katsayıdan kurtulmak için tüm katsayıları 2 ile çarpalım:
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2
Artık tepkime denkleştirilmiştir.
Redoks tepkimelerinde, yükseltgenme ve indirgenme olayları gerçekleşir. Bu tür tepkimeleri denkleştirmek için redoks yöntemini kullanırız.
Örnek: Bakırın nitrik asit ile tepkimesi:
Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
İlk olarak, yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimelerini belirleyelim:
Şimdi yarı tepkimeleri denkleştirelim:
Elektron sayılarını eşitlemek için indirgenme yarı tepkimesini 2 ile çarpalım:
2HNO3 + 2H+ + 2e- → 2NO2 + 2H2O
Şimdi yarı tepkimeleri toplayalım:
Cu + 2HNO3 + 2H+ → Cu2+ + 2NO2 + 2H2O
Son olarak, denklemi tam olarak denkleştirmek için gerekli katsayıları ekleyelim:
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Bu şekilde, redoks tepkimelerini de denkleştirebiliriz.