Şekildeki galvanik hücrede, 25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklıkta sol yarı hücrede 0,1\text{… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Şekildeki galvanik hücrede, $25\text{ }^\circ\text{C}$ sıcaklıkta sol yarı hücrede $0,1\text{ M } Al^{3+}$ çözeltisine daldırılmış $Al$ elektrot, sağ yarı hücrede ise $0,01\text{ M } Cu^{2+}$ çözeltisine daldırılmış $Cu$ elektrot bulunmaktadır.

Hücreyi oluşturan yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri:

Al^{3+}(\text{suda}) + 3\text{e}^- \rightarrow Al(\text{k}) \quad E^\circ = -1,66\text{ V}

Cu^{2+}(\text{suda}) + 2\text{e}^- \rightarrow Cu(\text{k}) \quad E^\circ = +0,34\text{ V}

şeklindedir.

Buna göre, hazırlanan bu hücrenin $25\text{ }^\circ\text{C}$ 'deki başlangıç potansiyeli kaç volttur?
(Nernst eşitliğindeki sabiti $0,06$ alınız.)

A
1,88
B
1,92
1,96Answer
D
1,99
E
2,04

Answer

Hazırlanan hücrenin 25 °C'deki başlangıç potansiyeli 1,96 volttur.

Hücre tepkimesi denkleştirildiğinde toplam aktarılan elektron sayısı 6'dır. Derişimler Nernst denklemindeki logaritmik terimde katsayıları üs olarak alınarak oranlandığında denge kesri 10 bin (

10^4

) bulunur. Bu değerlerin formülde yerine konmasıyla pil potansiyeli 1,96 V olarak hesaplanır.

Step-by-Step Solution

Standart pil potansiyelinin (

E^\circ_{\text{pil}}

) hesaplanması

E^\circ_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{katot}} - E^\circ_{\text{anot}} = 0,34 - (-1,66) = 2,00\text{ V}

Bakırın indirgenme potansiyeli daha yüksek olduğu için bakır elektrot katot, alüminyum elektrot ise anot görevi görür.

Net pil tepkimesinin yazılması ve alınan-verilen elektron sayısının (

n

) bulunması

2Al(\text{k}) + 3Cu^{2+}(\text{suda}) \rightleftharpoons 2Al^{3+}(\text{suda}) + 3Cu(\text{k})

tepkimesi için

n = 6

olur.

Alınan ve verilen elektron sayılarını eşitlemek için anot yarı tepkimesi 2 ile, katot yarı tepkimesi ise 3 ile çarpılarak toplanır.

Denge kesrinin (

Q

) hesaplanması

Q = \frac{[Al^{3+}]^2}{[Cu^{2+}]^3} = \frac{(0,1)^2}{(0,01)^3} = \frac{10^{-2}}{10^{-6}} = 10^4

Denge kesri ifadesinde ürünlerde yer alan anot iyonu paya, girenlerde yer alan katot iyonu paydaya katsayıları üs olacak şekilde yazılır.

Nernst denklemi ile pil potansiyelinin hesaplanması

E_{\text{pil}} = 2,00 - \frac{0,06}{6} \log(10^4) = 2,00 - 0,01 \times 4 = 1,96\text{ V}

Elde edilen tüm değerler Nernst eşitliğinde yerine konarak standart olmayan hücre potansiyeli elde edilir.

Key Concept

Nernst Eşitliği kullanılarak standart olmayan koşullardaki elektrokimyasal hücre potansiyellerinin hesaplanması.

Question

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Topics

More questions from this topic