Examkin

Question

Difficulty: MediumElektroliz ve Faraday Kanunları

İnert elektrotlar kullanılarak K2SO4K_2SO_4 sulu çözeltisi 9,65 amper9,65\text{ amper} lik sabit bir akımla 4000 saniye4000\text{ saniye} süresince elektroliz ediliyor. Buna göre, elektroliz süresince anotta açığa çıkan gazın normal koşullardaki (NK) hacmi kaç litredir? (1 F=96500 C/mol e−1\text{ F} = 96500\text{ C/mol } e^-)

Answer: 2.24 L

Answer

Elektroliz işlemi sonucunda anotta açığa çıkan oksijen gazının normal koşullardaki hacmi 2,24 litredir.
Elektroliz devresinden geçen yük miktarı hesaplanıp, anotta gerçekleşen suyun yükseltgenmesi yarı tepkimesi kullanılarak oluşan oksijen gazının mol sayısı ve normal koşullardaki hacmi bulunur.

Step-by-Step Solution

1
Devreden geçen toplam elektrik yükü miktarını Coulomb cinsinden hesaplamak.
Q=I×t=9,65×4000=38600 CQ = I \times t = 9,65 \times 4000 = 38600\text{ C}
Faraday kanunlarına göre devreden geçen elektronun mol sayısını bulmak için öncelikle toplam yük miktarı bilinmelidir.
2
Devreden geçen elektronun mol sayısını hesaplamak.
n(e−)=3860096500=0,4 moln(e^-) = \frac{38600}{96500} = 0,4\text{ mol}
1 mol1\text{ mol} elektronun yükü 96500 C96500\text{ C} olduğundan, devreden geçen toplam yük bu değere bölünerek elektronun mol sayıs�� bulunur.
3
Anotta gerçekleşen yükseltgenme tepkimesini yazmak ve açığa çıkan gazın türünü belirlemek.
Anotta su yükseltgenir ve O2O_2 gazı açığa çıkar: 2H2O(l)→O2(g)+4H+(aq)+4e−2H_2O(l) \rightarrow O_2(g) + 4H^+(aq) + 4e^-
Sulu çözeltideki anyonlardan OH−OH^- (sudan gelen) iyonunun yükseltgenme eğilimi SO42−SO_4^{2-} iyonundan daha yüksek olduğu için anotta su yükseltgenir.
4
Açığa çıkan O2O_2 gazının mol sayısını bulmak.
n(O2)=0,44=0,1 moln(O_2) = \frac{0,4}{4} = 0,1\text{ mol}
Tepkime katsayılarına göre 4 mol4\text{ mol} elektrona karşılık 1 mol O21\text{ mol } O_2 gazı oluşur.
5
Oluşan gazın normal koşullardaki hacmini hesaplamak.
V=0,1×22,4=2,24 LV = 0,1 \times 22,4 = 2,24\text{ L}
Normal koşullarda 1 mol1\text{ mol} ideal gaz 22,4 L22,4\text{ L} hacim kaplar.

Key Concept

Sulu çözeltilerin elektrolizinde elektrotlarda öncelikle açığa çıkacak maddelerin belirlenmesi ve Faraday Kanunları kullanılarak nicel hesaplamaların yapılması.
Rate this question

Topics

Elektroliz ve Faraday Kanunları

More questions from this topic