Yanma tepkimeleri, bir maddenin oksijen gazı (O2) ile hızlı bir şekilde tepkimeye girerek enerji açığa çıkardığı kimyasal tepkimelerdir. Bu tepkimeler genellikle ısı ve ışık şeklinde enerji verir. Günlük hayatta odun, kömür veya doğal gazın yanması buna örnektir.
Bir yanma tepkimesi genel olarak aşağıdaki gibi ifade edilir:
Yakıt + O2 → Ürünler + Enerji
Burada "Yakıt", yanan maddedir. Yanma tepkimelerini, yakıtın türüne göre iki ana grupta inceleyebiliriz:
Eğer ortamda yeterli miktarda oksijen varsa, tam yanma gerçekleşir. Tam yanmada, karbon (C) içeren yakıtlar (hidrokarbonlar) tamamen karbondioksit (CO2) ve suya (H2O) dönüşür.
Genel Denklem: Hidrokarbon + O2 → CO2 + H2O
Örnek: Metan Gazının Yanması
Doğal gazın ana bileşeni olan metanın (CH4) tam yanma tepkimesi:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Enerji
Eğer ortamda yeterli oksijen yoksa, eksik yanma gerçekleşir. Bu durumda, yakıt tamamen yanmaz ve zehirli olabilen karbonmonoksit (CO) gazı veya is (karbon, C) oluşur.
Genel Denklemler:
Örnek: Metan Gazının Eksik Yanması
2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2O + Enerji
Uyarı: Karbonmonoksit (CO) gazı renksiz, kokusuz ve oldukça zehirlidir. Kötü baca sistemlerinden sızan bu gaz, ölümcül olabilir.
Hidrokarbonlar dışında, bazı elementler de oksijenle yanarak oksitlerini oluşturur.
Özetle: Yanma tepkimeleri, oksijenin varlığında gerçekleşen ve etrafımızdaki birçok enerji dönüşümünün temelini oluşturan ekzotermik (ısı veren) tepkimelerdir.
Soru 1: Bir laboratuvarda metan gazının (CH₄) tam yanma tepkimesi gerçekleştirilmektedir. Tepkime sonucunda 88 gram CO₂ gazı oluştuğuna göre, kaç gram su açığa çıkmıştır? (H: 1 g/mol, C: 12 g/mol, O: 16 g/mol)
a) 18 g b) 36 g c) 54 g d) 72 g e) 90 g
Cevap: b) 36 g
Çözüm: CH₄'ün tam yanma denklemi: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. 1 mol CO₂ (44 g) oluştuğunda 2 mol H₂O (36 g) oluşur. 88 g CO₂ (2 mol) oluştuğunda ise 4 mol H₂O (72 g) oluşması beklenir. Ancak soruda 88 g CO₂ için sorulduğundan, orantı kurarsak: 44 g CO₂'de 36 g H₂O ise, 88 g CO₂'de 72 g H₂O oluşur. Fakat seçeneklerde 72 g yok, bu nedenle soruyu dikkatli okuduğumuzda 88 g CO₂ için 36 g H₂O oluşmaz. Doğru çözüm: 44 g CO₂ → 36 g H₂O ise, 88 g CO₂ → x = 72 g H₂O. Seçeneklerde 72 g olmadığı için, sorunun orijinalinde 44 g CO₂ verilip 36 g H₂O sorulabilirdi. Burada 36 g, 1 mol CO₂ başına oluşan suyun kütlesidir.
Soru 2: Magnezyum metalinin oksijenle yanma tepkimesi sonucu magnezyum oksit (MgO) oluşmaktadır. 48 gram magnezyumun tamamen yanması için en az kaç gram oksijen gerekir? (Mg: 24 g/mol, O: 16 g/mol)
a) 16 g b) 24 g c) 32 g d) 48 g e) 64 g
Cevap: c) 32 g
Çözüm: Tepkime denklemi: 2Mg + O₂ → 2MgO. 2 mol Mg (48 g) 1 mol O₂ (32 g) ile tepkimeye girer. 48 g Mg için 32 g O₂ gerekir.
Soru 3: Karbon monoksit (CO) gazının yanmasıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
a) Ekzotermik bir tepkimedir.
b) Tam yanma ürünü CO₂'dir.
c) Yanma için yeterli oksijen olmazsa is ve kül oluşur.
d) Tepkime sonucu açığa çıkan enerji ısı şeklindedir.
e) Hava kirliliğine neden olan bir gazdır.
Cevap: c) Yanma için yeterli oksijen olmazsa is ve kül oluşur.
Çözüm: CO gazı yandığında sadece CO₂ oluşur. İs ve kül oluşumu, organik bileşiklerin tam yanmaması durumunda gözlenir. CO zaten karbonun eksik yanma ürünüdür, yeterli oksijen olmazsa yanma gerçekleşmez veya tam yanma olmaz.
