25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklıkta çinko (Zn) elektrotlar kullanılarak şekildeki derişim … — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

$25\text{ }^\circ\text{C}$ sıcaklıkta çinko ( $Zn$ ) elektrotlar kullanılarak şekildeki derişim hücresi hazırlanıyor.

Şekildeki sistemde I. yarı hücrede $0,1\text{ M } Zn(NO_3)_2$ çözeltisi, II. yarı hücrede ise $0,001\text{ M } Zn(NO_3)_2$ çözeltisi bulunmaktadır. Hücreler bir tuz köprüsüyle birleştirilmiştir.

Buna göre, hazırlanan bu derişim hücresi ile ilgili;

I. Hücrenin başlangıç potansiyeli $0,06\text{ V}$ 'tur.
II. I. yarı hücreye aynı sıcaklıkta çözelti hacmi 100 katına çıkacak kadar saf su eklenirse pil çalışmaz.
III. Dış devrede elektron akışı I. kaptan II. kaba doğrudur.

yargılarından hangileri doğrudur?
(Nernst sabitini $0,06$ olarak alınız.)

A
Yalnız I
B
Yalnız II
I ve IIAnswer
D
I ve III
E
I, II ve III

Answer

Birinci ve ikinci yargılar doğrudur.

Çinko derişim hücresinde derişimi az olan II. yarı hücre anot, derişimi fazla olan I. yarı hücre ise katottur. Nernst denklemi uygulandığında başlangıç pil potansiyeli

E_{\text{pil}} = 0 - \frac{0,06}{2} \log\left(\frac{10^{-3}}{10^{-1}}\right) = 0,06\text{ V}

olarak hesaplanır. I. yarı hücre seyreltilerek hacmi 100 katına çıkarıldığında derişimi

0,001\text{ M}

olur. İki yarı hücrenin derişimi eşitlendiği için pil potansiyeli sıfır olur ve pil çalışmaz. Dış devrede elektron akışı anottan katoda, yani II. yarı hücreden I. yarı hücreye doğrudur. Dolayısıyla birinci ve ikinci yargılar doğrudur.

Step-by-Step Solution

Anot ve katot yarı hücrelerini belirleme.

Derişimi küçük olan II. yarı hücre (

0,001\text{ M}

) anot, derişimi büyük olan I. yarı hücre (

0,1\text{ M}

) katottur.

Derişim hücrelerinde derişimi küçük olan yarı hücrede yükseltgenme gerçekleşir ve bu hücre anot görevi görür.

Nernst eşitliğini kullanarak başlangıç pil potansiyelini (

E_{\text{pil}}

) hesaplama.

E_{\text{pil}} = 0 - \frac{0,06}{2} \log\left(\frac{0,001}{0,1}\right) = -0,03 \log(10^{-2}) = +0,06\text{ V}

'dur. (Birinci yargı doğrudur.)

Derişim hücrelerinde standart hücre potansiyeli (

E^\circ_{\text{pil}}

)

0\text{ V}

'tur. Çinko için alınan-verilen elektron sayısı (

n

) 2'dir.

Saf su eklenmesinin pilin çalışmasına etkisini inceleme.

I. yarı hücreye saf su eklenerek hacim 100 katına çıkarıldığında

Zn^{2+}

derişimi

0,1 / 100 = 0,001\text{ M}

olur. Her iki yarı hücrenin derişimi eşitlendiğinden pil çalışmaz (

E_{\text{pil}} = 0\text{ V}

olur). (İkinci yargı doğrudur.)

Derişim hücrelerinde pilin çalışması iki yarı hücre arasındaki derişim farkına bağlıdır; derişimler eşitlendiğinde pil potansiyeli sıfır olur.

Dış devredeki elektron akış yönünü belirleme.

Elektronlar dış devrede II. yarı hücreden (anot) I. yarı hücreye (katot) doğru akar. (Üçüncü yargı yanlıştır.)

Elektrokimyasal hücrelerde elektron akışı her zaman anottan katoda doğrudur.

Key Concept

Derişim hücrelerinde anot/katot tespiti, Nernst eşitliği ile pil potansiyeli hesabı ve seyreltmenin pil potansiyeline etkisi.

Question

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Topics

More questions from this topic