Bir demir çivi havada bekletildiğinde zamanla paslanır. Bu olayla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Demir elementinin oksidasyon sayısı artarDemir çivinin havada paslanması, demirin oksijen ve su ile tepkimeye girerek demir oksit (pas) oluşturduğu kimyasal bir süreçtir. Bu olaya ilişkin seçenekleri adım adım inceleyelim:
Paslanma olayında, elemental demir ($Fe$) başlangıçta $0$ oksidasyon sayısına sahiptir. Pas (örneğin $Fe_2O_3$) oluştuğunda, demir $+3$ oksidasyon sayısına yükselir ($Fe^{3+}$). Oksidasyon sayısının $0$'dan $+3$'e artması, demirin yükseltgendiğini gösterir. Bu ifade doğrudur.
Redoks reaksiyonları, atomların oksidasyon sayılarının değiştiği tepkimelerdir. Paslanma sırasında demirin oksidasyon sayısı artarken (yükseltgenme), oksijenin oksidasyon sayısı azalır (indirgenme). Hem yükseltgenme hem de indirgenme aynı anda gerçekleştiği için, paslanma bir redoks reaksiyonudur. Bu ifade doğrudur.
Paslanma sürecinde demir ($Fe^0$) elektron kaybederek $Fe^{3+}$ iyonlarına dönüşür, yani yükseltgenir. Bu sırada, havadaki oksijen ($O_2$, oksidasyon sayısı $0$) elektron alarak $O^{2-}$ iyonlarına dönüşür, yani indirgenir. Bu iki olay eş zamanlı olarak gerçekleşir. Ancak, paslanma reaksiyonunda sadece havadaki $O_2$ moleküllerindeki oksijen atomları indirgenirken, reaksiyonda yer alan su ($H_2O$) moleküllerindeki oksijen atomlarının oksidasyon sayısı ($O^{-2}$) değişmez. Eğer "oksijen" ifadesi, reaksiyonda bulunan tüm oksijen atomlarını (hem $O_2$'den gelen hem de $H_2O$'dan gelen) kapsayacak şekilde yorumlanırsa, o zaman tüm oksijen atomlarının indirgenmediği görülür. Bu nedenle, bu ifade, tüm oksijen atomlarının indirgendiği yanılgısını yaratabileceği için yanlış kabul edilir.
Ekzotermik reaksiyonlar, dışarıya ısı veren tepkimelerdir. Paslanma, yavaş bir yanma veya oksidasyon tepkimesidir. Demir oksitlerin oluşumu genellikle enerji açığa çıkaran bir süreçtir (negatif entalpi değişimi). Örneğin, demir(III) oksidin standart oluşum entalpisi $\Delta H_f^\circ = -824.2 \text{ kJ/mol}$ gibi büyük bir negatif değerdir. Bu, paslanmanın ekzotermik bir reaksiyon olduğunu gösterir. Bu ifade doğrudur.
Yukarıdaki açıklamalara göre, C seçeneğindeki ifade, reaksiyondaki tüm oksijen atomlarının indirgendiği şeklinde yanlış bir genelleme içerebileceği için yanlıştır.
Cevap C seçeneğidir.
