NH4 (Amonyum) iyonunda azotun yükseltgenme basamağı Test 1

Yükseltgenme-redüksiyon reaksiyonlarında amonyum iyonu genellikle yükseltgenir. NH₄⁺ iyonundaki azotun yükseltgenme basamağı -3 olduğuna göre, aşağıdaki ürünlerden hangisinde azot daha yüksek yükseltgenme basamağına sahiptir?

A) NH₃
B) N₂
C) NO₂
D) N₂H₄

Yükseltgenme basamağı, bir atomun bir bileşikteki elektron kazanma veya kaybetme derecesini gösteren bir sayıdır. Yükseltgenme (oksidasyon) bir atomun yükseltgenme basamağının artması anlamına gelirken, indirgenme (redüksiyon) yükseltgenme basamağının azalması anlamına gelir.

• Öncelikle, soruda verilen $NH_4^+$ (amonyum) iyonundaki azotun yükseltgenme basamağını kontrol edelim. Genellikle hidrojenin ($H$) yükseltgenme basamağı $+1$ kabul edilir. $NH_4^+$ iyonunun toplam yükü $+1$ olduğu için azotun ($N$) yükseltgenme basamağını ($x$) şu şekilde hesaplarız:

  $x + 4 \times (+1) = +1$

  $x + 4 = +1$

  $x = +1 - 4$

  $x = -3$

  Bu, soruda belirtilen bilgiyle uyumludur: amonyum iyonundaki azotun yükseltgenme basamağı $-3$'tür.

• Şimdi, verilen seçeneklerdeki azot atomlarının yükseltgenme basamaklarını tek tek hesaplayalım. Amonyum iyonunun yükseltgenmesi demek, azotun yükseltgenme basamağının $-3$'ten daha yüksek bir değere çıkması demektir.

• A) $NH_3$ (Amonyak):

  Hidrojenin ($H$) yükseltgenme basamağı $+1$'dir. $NH_3$ nötr bir bileşik olduğu için toplam yük $0$'dır:

  $N + 3 \times (+1) = 0$

  $N + 3 = 0$

  $N = -3$

  Bu durumda azotun yükseltgenme basamağı $-3$'tür. Bu, $NH_4^+$'taki azotun yükseltgenme basamağı ile aynıdır, yani bir yükseltgenme gerçekleşmemiştir.

• B) $N_2$ (Azot gazı):

  Elementel haldeki atomların yükseltgenme basamağı $0$'dır.

  Bu durumda $N_2$'deki azotun yükseltgenme basamağı $0$'dır.

  $0$, $-3$'ten daha yüksek bir yükseltgenme basamağıdır.

• C) $NO_2$ (Azot dioksit):

  Genellikle oksijenin ($O$) yükseltgenme basamağı $-2$ kabul edilir. $NO_2$ nötr bir bileşik olduğu için toplam yük $0$'dır:

  $N + 2 \times (-2) = 0$

  $N - 4 = 0$

  $N = +4$

  Bu durumda azotun yükseltgenme basamağı $+4$'tür. $+4$, $-3$'ten çok daha yüksek bir yükseltgenme basamağıdır.

• D) $N_2H_4$ (Hidrazin):

  Hidrojenin ($H$) yükseltgenme basamağı $+1$'dir. $N_2H_4$ nötr bir bileşik olduğu için toplam yük $0$'dır:

  $2 \times N + 4 \times (+1) = 0$

  $2N + 4 = 0$

  $2N = -4$

  $N = -2$

  Bu durumda azotun yükseltgenme basamağı $-2$'dir. $-2$, $-3$'ten daha yüksek bir yükseltgenme basamağıdır.

• Şimdi tüm seçeneklerdeki azotun yükseltgenme basamaklarını karşılaştıralım:

  • $NH_4^+$'taki azot: $-3$
  • $NH_3$'teki azot: $-3$
  • $N_2$'deki azot: $0$
  • $NO_2$'deki azot: $+4$
  • $N_2H_4$'teki azot: $-2$

  Amonyum iyonundaki azotun yükseltgenme basamağı $-3$ olduğuna göre, $-3$'ten daha yüksek olanlar $N_2$ ($0$), $NO_2$ ($+4$) ve $N_2H_4$ ($-2$) seçenekleridir. Bu seçenekler arasında azotun en yüksek yükseltgenme basamağına sahip olduğu bileşik $NO_2$'dir ($+4$). Soru, "daha yüksek yükseltgenme basamağına sahiptir" ifadesiyle, $-3$'ten daha büyük olanı sormaktadır ve seçenekler arasında en büyük değere sahip olan $NO_2$'dir.

Cevap C seçeneğidir.