Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu tepkimesinde demir, bakırı bileşiğinden açığa çıkarmıştır. Bu durumun nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
A) Demirin aktifliğinin bakırdan fazla olması
B) Bakırın aktifliğinin demirden fazla olması
C) Demirin elektron verme eğiliminin düşük olması
D) Bakırın iyonlaşma enerjisinin yüksek olması
Verilen tepkimeyi inceleyelim:
Fe (katı) + CuSO₄ (sulu çözelti) → FeSO₄ (sulu çözelti) + Cu (katı)
Bu tepkime, bir metalin (demir) başka bir metalin (bakır) tuz çözeltisindeki yerini almasıyla gerçekleşen bir tekli yer değiştirme tepkimesidir.
- Adım 1: Tepkimenin Anlamı
- Tepkimede demir (Fe), bakır sülfat (CuSO₄) bileşiğindeki bakır (Cu) iyonlarının yerini alarak, bakırı elementel halde (Cu katısı) açığa çıkarmıştır. Demir ise sülfat iyonlarıyla birleşerek demir sülfat (FeSO₄) oluşturmuştur.
- Bu durum, demirin bakırdan daha reaktif (aktif) olduğunu gösterir. Daha aktif olan metal, daha az aktif olan metali bileşiğinden çıkarabilir.
- Adım 2: Metal Aktifliği Kavramı
- Metal aktifliği, bir metalin elektron verme ve dolayısıyla yükseltgenme (oksitlenme) eğiliminin bir ölçüsüdür.
- Aktifliği yüksek olan metal, aktifliği düşük olan metale göre daha kolay elektron verir ve bileşik oluşturma eğilimi daha fazladır.
- Bir metalin aktifliği ne kadar yüksekse, o metalin elektron verme eğilimi de o kadar fazladır.
- Adım 3: Tepkimeyi Aktiflik Açısından Değerlendirme
- Demir (Fe) atomları, bakır (Cu) iyonlarına elektron vererek kendileri Fe²⁺ iyonlarına dönüşürken, Cu²⁺ iyonları da elektron alarak Cu atomlarına dönüşmüştür.
- Fe(k) → Fe²⁺(aq) + 2e⁻ (Yükseltgenme)
- Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(k) (İndirgenme)
- Demir, bakırın yerini alabildiğine göre, demirin bakırdan daha kolay elektron verdiği, yani demirin bakırdan daha aktif olduğu sonucuna varırız.
- Adım 4: Seçeneklerin İncelenmesi
- A) Demirin aktifliğinin bakırdan fazla olması: Bu ifade, tepkimede gözlemlediğimiz durumu ve kimyasal aktiflik prensibini doğrudan açıklamaktadır. Demir, bakırdan daha aktif olduğu için bakırı bileşiğinden çıkarabilmiştir. Bu doğru cevaptır.
- B) Bakırın aktifliğinin demirden fazla olması: Eğer bakır demirden daha aktif olsaydı, bakır demiri bileşiğinden çıkarırdı. Bu durumda Fe + CuSO₄ tepkimesi gerçekleşmezdi veya tersi olurdu. Bu ifade yanlıştır.
- C) Demirin elektron verme eğiliminin düşük olması: Demirin elektron verme eğilimi düşük olsaydı, bakırı bileşiğinden çıkaramazdı. Aksine, demirin elektron verme eğilimi bakırdan daha yüksektir. Bu ifade yanlıştır.
- D) Bakırın iyonlaşma enerjisinin yüksek olması: İyonlaşma enerjisi, bir atomdan elektron koparmak için gereken enerjidir. Bakırın iyonlaşma enerjisinin yüksek olması, elektron vermesinin zor olduğu anlamına gelir ki bu da bakırın aktifliğinin düşük olmasıyla ilişkilidir. Ancak demirin bakırı yerinden etmesinin doğrudan nedeni demirin bakırdan daha aktif olmasıdır. Seçenek A, durumu en genel ve doğrudan şekilde açıklar.
Cevap A seçeneğidir.
