Examkin

Question

Difficulty: MediumElektroliz ve Faraday Kanunları

İnert elektrotlar kullanılarak hazırlanan Ni(NO3)2Ni(NO_3)_2 sulu çözeltisi, 19,3 amper19,3\text{ amper} lik sabit bir akımla 500 saniye500\text{ saniye} süresince elektroliz ediliyor.

Buna göre, elektroliz süresince anotta açığa çıkan gazın 27∘C27^\circ\text{C} sıcaklık ve 0,82 atm0,82\text{ atm} basınç altındaki hacmi kaç litredir?

(Elektron verme eğilimleri: H2>Ni>OH−>NO3−H_2 > Ni > OH^- > NO_3^-; 1 Faraday (F)=96500 Coulomb1\text{ Faraday (F)} = 96500\text{ Coulomb}; Gaz sabiti R=0,082 L⋅atm/(mol⋅K)R = 0,082\text{ L}\cdot\text{atm}/(\text{mol}\cdot\text{K}))

  1. A
    0,0675
  2. B
    0,56
  3. 0,75Answer
  4. D
    1,50
  5. E
    3,00

Answer

Anotta açığa çıkan oksijen gazının 27 °C ve 0,82 atm altındaki hacmi 0,75 L'dir.
Devreden geçen elektrik yükü 9650 Coulomb olup bu değer 0,1 mol elektrona karşılık gelir. Anotta yükseltgenme eğilimi daha büyük olan hidroksit iyonları yükseltgenerek oksijen gazı açığa çıkarır. Tepkime denklemine göre 4 mol elektron devreden geçtiğinde 1 mol oksijen gazı oluşur; dolayısıyla 0,1 mol elektron geçişiyle 0,025 mol oksijen gazı elde edilir. Bu miktardaki oksijen gazının 27 °C (300 K) sıcaklık ve 0,82 atm basınç altındaki hacmi ideal gaz denklemi kullanılarak 0,75 L olarak hesaplanır.

Step-by-Step Solution

1
Devreden geçen toplam elektrik yükünü (Q) ve bu yüke karşılık gelen elektronların mol sayısını hesaplamak.
Q = I * t = 19,3 A * 500 s = 9650 C. Buradan elektronun mol sayısı: n(e-) = 9650 C / 96500 C/mol = 0,1 mol bulunur.
Faraday kanunlarına göre devreden geçen yük miktarı ile elektrotlarda açığa çıkan madde miktarı doğru orantılıdır.
2
Anotta yükseltgenerek ilk açığa çıkacak maddeyi belirlemek.
Çözeltide bulunan anyonlar OH- ve NO3- iyonlarıdır. Yükseltgenme (elektron verme) eğilimleri karşılaştırıldığında OH- > NO3- olduğundan, anotta öncelikle OH- iyonları yükseltgenir ve O2 gazı açığa çıkar.
Elektroliz kaplarında anotta yükseltgenme eğilimi daha büyük olan anyonlar öncelikli olarak yükseltgenir.
3
Anot yarı tepkimesini yazarak açığa çıkan O2 gazının mol sayısını bulmak.
Yarı tepkime: 4OH-(suda) -> O2(g) + 2H2O(s) + 4e- şeklindedir. 4 mol elektron geçişinde 1 mol O2 gazı oluştuğuna göre, 0,1 mol elektron geçişinde n(O2) = 0,1 / 4 = 0,025 mol O2 gazı açığa çıkar.
Elektrot tepkimesindeki katsayılar kullanılarak devreden geçen elektron miktarı ile elde edilen ürün miktarı arasındaki mol ilişkisi kurulur.
4
İdeal gaz denklemi (P * V = n * R * T) yardımıyla gazın belirtilen sıcaklık ve basınçtaki hacmini hesaplamak.
T = 27 + 273 = 300 K. P * V = n * R * T formülünden: 0,82 * V = 0,025 * 0,082 * 300 -> V = 0,75 L olarak bulunur.
Standart koşullar dışındaki sıcaklık ve basınçta gaz hacmini bulmak için ideal gaz yasası uygulanmalıdır.

Key Concept

Elektroliz ve Faraday Kanunları
Rate this question

Topics

Elektroliz ve Faraday Kanunları

More questions from this topic