Kimya ve Elektrik

119 questions

Question 101Question

Standart koşullarda bazı yarı hücre tepkimelerinin indirgenme potansiyelleri (EE^\circ) şu şekildedir:

* Mg2+(suda)+2eMg(k)E=2,37 VMg^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Mg(\text{k}) \quad E^\circ = -2,37\text{ V}
* Cr3+(suda)+3eCr(k)E=0,74 VCr^{3+}(\text{suda}) + 3e^- \rightarrow Cr(\text{k}) \quad E^\circ = -0,74\text{ V}
* Co2+(suda)+2eCo(k)E=0,28 VCo^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Co(\text{k}) \quad E^\circ = -0,28\text{ V}
* Ag+(suda)+eAg(k)E=+0,80 VAg^+(\text{suda}) + e^- \rightarrow Ag(\text{k}) \quad E^\circ = +0,80\text{ V}

Buna göre, verilen metalleri elektron verme eğilimlerine (metalik aktifliklerine) göre en yüksek olandan en düşük olana doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

Metallerin elektron verme eğilimlerine (metalik aktifliklerine) göre en yüksekten en düşüğe doğru sıralaması: Magnezyum (MgMg), Krom (CrCr), Kobalt (CoCo) ve Gümüş (AgAg) şeklindedir.
Metallerin elektron verme eğilimi (metalik aktiflik), yükseltgenme potansiyelleri ile doğru orantılıdır. Yükseltgenme potansiyeli, indirgenme potansiyelinin ters işaretlisidir. Buna göre yükseltgenme potansiyelleri sırasıyla MgMg için +2,37 V+2,37\text{ V}, CrCr için +0,74 V+0,74\text{ V}, CoCo için +0,28 V+0,28\text{ V} ve AgAg için 0,80 V-0,80\text{ V}'dur. Değerler karşılaştırıldığında aktiflik sıralamasının en aktiften en pasife doğru Magnezyum, Krom, Kobalt ve Gümüş şeklinde olduğu görülür.

Step-by-Step Solution

1
Elementlerin standart indirgenme potansiyeli (EE^\circ) değerleri karşılaştırılır.
E(Mg2+/Mg)=2,37 VE^\circ(Mg^{2+}/Mg) = -2,37\text{ V}, E(Cr3+/Cr)=0,74 VE^\circ(Cr^{3+}/Cr) = -0,74\text{ V}, E(Co2+/Co)=0,28 VE^\circ(Co^{2+}/Co) = -0,28\text{ V}, E(Ag+/Ag)=+0,80 VE^\circ(Ag^+/Ag) = +0,80\text{ V} olduğu belirlenir.
Metalik aktiflik (elektron verme eğilimi), yükseltgenme yarı pil potansiyeli ile doğru orantılıdır; bu da indirgenme potansiyelinin ters işaretlisidir.
2
Metallerin standart yükseltgenme potansiyelleri (Eyu¨kseltgenmeE^\circ_{\text{yükseltgenme}}) hesaplanır.
E(Mg/Mg2+)=+2,37 VE^\circ(Mg/Mg^{2+}) = +2,37\text{ V}, E(Cr/Cr3+)=+0,74 VE^\circ(Cr/Cr^{3+}) = +0,74\text{ V}, E(Co/Co2+)=+0,28 VE^\circ(Co/Co^{2+}) = +0,28\text{ V}, E(Ag/Ag+)=0,80 VE^\circ(Ag/Ag^+) = -0,80\text{ V} olarak bulunur.
Yükseltgenme tepkimelerinin potansiyellerini bulmak için indirgenme yarı tepkime potansiyellerinin işareti tersine çevrilir.
3
Elde edilen yükseltgenme potansiyeli değerleri büyükten küçüğe doğru sıralanır.
+2,37 V>+0,74 V>+0,28 V>0,80 V+2,37\text{ V} > +0,74\text{ V} > +0,28\text{ V} > -0,80\text{ V} olduğundan sıralama Mg>Cr>Co>AgMg > Cr > Co > Ag şeklinde gerçekleşir.
Yükseltgenme potansiyeli ne kadar büyükse, metalin elektron verme eğilimi (aktifliği) o kadar fazladır.

Key Concept

Metalik aktiflik, metallerin elektron verme (yükseltgenme) eğiliminin bir ölçüsüdür. Standart indirgenme potansiyeli azaldıkça (yükseltgenme potansiyeli arttıkça) metalin aktifliği artar.

Alternative Method

Metalik aktiflik sıralamasını bulmak için standart indirgenme potansiyeli en negatif (veya en küçük) olan elementin en aktif metal olduğu, en pozitif (veya en büyük) olan elementin ise en pasif metal olduğu doğrudan söylenebilir. Bu pratik yolla indirgenme potansiyelleri küçükten büyüğe sıralanarak aktiflik sırası Mg>Cr>Co>AgMg > Cr > Co > Ag olarak hızlıca elde edilir.
Estimated Time:1m 30s
Question 102Question

Standart koşullarda (25 C25\text{ }^\circ\text{C} ve 1 atm1\text{ atm}) hazırlanan bir MgAgMg-Ag galvanik hücresine ait yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri aşağıda verilmiştir:

Mg2+(suda)+2eMg(k)E0=2,37 VAg+(suda)+eAg(k)E0=+0,80 V\begin{aligned} Mg^{2+}(\text{suda}) + 2e^- &\rightarrow Mg(\text{k}) \quad &E^0 = -2,37\text{ V} \\ Ag^{+}(\text{suda}) + e^- &\rightarrow Ag(\text{k}) \quad &E^0 = +0,80\text{ V} \end{aligned}

Buna göre, hazırlanan bu standart galvanik hücre ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Hücre tepkimesi kendiliğinden gerçekleşir ve standart pil potansiyeli 3,17 V3,17\text{ V}'tur.

Answer

Hücre tepkimesi kendiliğinden gerçekleşir ve standart pil potansiyeli 3,17 V3,17\text{ V}'tur.
Magnezyumun indirgenme potansiyeli gümüşten küçük olduğu için magnezyum elektrot anot, gümüş elektrot ise katottur. Standart pil potansiyeli anot ve katot yarı pil potansiyellerinin toplamı olup Epil0=2,37 V+0,80 V=3,17 VE^0_{\text{pil}} = 2,37\text{ V} + 0,80\text{ V} = 3,17\text{ V} olarak bulunur. Standart pil potansiyeli sıfırdan büyük olduğu için hücre tepkimesi kendiliğinden gerçekleşir (istemlidir).

Step-by-Step Solution

1
Anot ve katot elektrotları belirlenir.
Magnezyum (Mg) elektrot anot, gümüş (Ag) elektrot ise katottur.
İndirgenme potansiyeli küçük olan Mg metalinin yükseltgenme eğilimi daha fazla olduğundan anottur.
2
Yarı tepkimeler yazılarak standart pil potansiyeli (Epil0E^0_{\text{pil}}) hesaplanır.
Epil0=2,37 V+0,80 V=3,17 VE^0_{\text{pil}} = 2,37\text{ V} + 0,80\text{ V} = 3,17\text{ V} olarak elde edilir.
Anotta gerçekleşen yükseltgenme potansiyeli (+2,37 V+2,37\text{ V}) ile katotta gerçekleşen indirgenme potansiyeli (+0,80 V+0,80\text{ V}) toplanır. Yarı tepkime katsayılarının değişmesi potansiyeli etkilemez.
3
Pil tepkimesinin istemliliği kontrol edilir.
Hücre tepkimesi kendiliğinden gerçekleşir (istemlidir).
Standart pil potansiyeli sıfırdan büyük (Epil0>0E^0_{\text{pil}} > 0) olan galvanik hücre tepkimeleri istemlidir.

Key Concept

Galvanik hücrelerde anot ve katot belirlenmesi, yarı tepkime potansiyelleri kullanılarak standart pil potansiyelinin hesaplanması ve pilin istemliliğinin tayin edilmesi.
Estimated Time:2m 0s
Question 103Question

Demir (FeFe) ve gümüş (AgAg) elektrotlar kullanılarak 25 C25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklık ve 1 atm1\text{ atm} basınç altında standart bir galvanik hücre kuruluyor. Hücreyi oluşturan yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri aşağıda verilmiştir:

Fe2+(suda)+2eFe(k)E=0,44 VFe^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Fe(\text{k}) \quad E^\circ = -0,44\text{ V}
Ag+(suda)+eAg(k)E=+0,80 VAg^+(\text{suda}) + e^- \rightarrow Ag(\text{k}) \quad E^\circ = +0,80\text{ V}

Buna göre, bu pil sistemiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Standart pil potansiyeli (EpilE^\circ_{\text{pil}}) +1,24 V+1,24\text{ V}'tur.

Answer

Standart pil potansiyeli (EpilE^\circ_{\text{pil}}) +1,24 V+1,24\text{ V}'tur.
Doğru ifade, standart pil potansiyelinin +1,24 V+1,24\text{ V} olduğudur. Anot yarı hücresinde demir yükseltgenirken (E=+0,44 VE^\circ = +0,44\text{ V}), katot yarı hücresinde gümüş iyonları indirgenir (E=+0,80 VE^\circ = +0,80\text{ V}). Bu iki değer toplandığında pil potansiyeli +1,24 V+1,24\text{ V} olarak elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyellerini karşılaştırarak anot ve katot elektrotları belirleyin.
Demirin indirgenme potansiyeli (0,44 V-0,44\text{ V}), gümüşünkinden (+0,80 V+0,80\text{ V}) daha küçük olduğu için demir elektrot anot, gümüş elektrot ise katottur.
İndirgenme potansiyeli daha küçük olan metal daha aktiftir ve standart pil sistemlerinde anot olarak işlev görerek yükseltgenir.
2
Anot ve katot yarı tepkimelerini ve bunlara ait potansiyelleri belirleyin.
Anot (Yükseltgenme): Fe(k)Fe2+(suda)+2eFe(\text{k}) \rightarrow Fe^{2+}(\text{suda}) + 2e^- (E=+0,44 VE^\circ = +0,44\text{ V})
Katot (İndirgenme): Ag+(suda)+eAg(k)Ag^+(\text{suda}) + e^- \rightarrow Ag(\text{k}) (E=+0,80 VE^\circ = +0,80\text{ V})
Anotta yükseltgenme gerçekleştiği için demirin indirgenme tepkimesi ters çevrilir ve potansiyelin işareti değiştirilir.
3
Standart pil potansiyelini (EpilE^\circ_{\text{pil}}) hesaplayın.
Epil=Eyu¨kseltgenme+Eindirgenme=0,44 V+0,80 V=1,24 VE^\circ_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{yükseltgenme}} + E^\circ_{\text{indirgenme}} = 0,44\text{ V} + 0,80\text{ V} = 1,24\text{ V} olarak bulunur.
Standart hücre potansiyeli, anot yükseltgenme potansiyeli ile katot indirgenme potansiyelinin toplamıdır. Tepkime katsayılarının değiştirilmesi standart pil potansiyelini etkilemez.

Key Concept

Galvanik hücrelerde anot ve katot tespiti ile standart pil potansiyeli hesaplanması.
Question 104Question

Standart koşullarda (25 C25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklık ve 1 atm1\text{ atm} basınç) hazırlanan bir NiPbNi-Pb galvanik hücresinde gerçekleşen yarı tepkimelerin standart yükseltgenme potansiyelleri aşağıda verilmiştir:

Ni(k)Ni2+(suda)+2eE=+0,25 VNi(k) \rightarrow Ni^{2+}(suda) + 2e^- \quad E^\circ = +0,25\text{ V}
Pb(k)Pb2+(suda)+2eE=+0,13 VPb(k) \rightarrow Pb^{2+}(suda) + 2e^- \quad E^\circ = +0,13\text{ V}

Buna göre, bu galvanik hücrenin çalışması sırasında gerçekleşen olaylarla ilgili;

I. NiNi elektrot yükseltgendir.
II. Pilin standart potansiyeli (EpilE^\circ_{\text{pil}}) 0,12 V0,12\text{ V}'tur.
III. Zamanla PbPb elektrodun kütlesi artar.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: II ve III

Answer

Pilin standart potansiyeli 0,12 V'tur ve zamanla Pb elektrodun kütlesi artar.
Pilin standart potansiyeli 0,12 V olarak doğru hesaplanmıştır ve katotta gerçekleşen indirgenme tepkimesi sonucu Pb elektrot kütlesi zamanla artmaktadır. Yükseltgenen Ni elektrot ise yükseltgen değil, indirgendir.

Step-by-Step Solution

1
Anot ve katot elektrotlarının belirlenmesi
Ni elektrot anot, Pb elektrot katottur.
Yükseltgenme potansiyeli büyük olan metal daha aktiftir ve anotu oluşturur. Ni metalinin yükseltgenme potansiyeli (+0,25 V), Pb metalinin yükseltgenme potansiyelinden (+0,13 V) daha büyük olduğu için Ni elektrot anot, Pb elektrot ise katottur.
2
Standart pil potansiyelinin hesaplanması
Standart pil potansiyeli (E°pil) = 0,12 V'tur.
Anotta yükseltgenme (Ni -> Ni2+ + 2e-, E° = +0,25 V), katotta indirgenme (Pb2+ + 2e- -> Pb, E° = -0,13 V) tepkimeleri gerçekleşir. Standart pil potansiyeli bu iki yarı pil potansiyelinin toplamına eşittir: E°pil = 0,25 V + (-0,13 V) = 0,12 V.
3
Elektrot kütlesi değişimlerinin ve yükseltgen/indirgen özelliklerinin belirlenmesi
Ni elektrot indirgendir (yükseltgen değildir) ve katot olan Pb elektrot kütlesi zamanla artar.
Anotta Ni yükseltgendiği için elektron verir ve indirgen özellik gösterir. Katotta ise Pb2+ iyonları elektron alarak indirgenir ve Pb katısı şeklinde elektrot üzerinde birikir, bu da Pb elektrodun kütlesini artırır.

Key Concept

Galvanik hücrelerde aktifliği fazla olan metalin anot olarak yükseltgenmesi, aktifliği az olan metal katyonlarının ise katotta indirgenmesi ve standart pil potansiyelinin hesaplanması.
Estimated Time:2m 0s
Question 105Question

Şekildeki standart ZnAgZn-Ag galvanik hücresinde gerçekleşen yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri verilmiştir:

Zn(suda)2++2eZn(k)E=0,76 VZn^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Zn_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,76\text{ V}
Ag(suda)++eAg(k)E=+0,80 VAg^+_{\text{(suda)}} + e^- \rightarrow Ag_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,80\text{ V}

Buna göre, bu galvanik hücreyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Standart pil potansiyeli (EpilE^\circ_{\text{pil}}) 1,56 V1,56\text{ V}'tur.

Answer

Standart pil potansiyelinin 1,56 V olduğunu belirten ifadedir.
Standart pil potansiyeli, anot yarı hücresindeki çinkonun yükseltgenme potansiyeli (+0,76 V+0,76\text{ V}) ile katot yarı hücresindeki gümüşün indirgenme potansiyelinin (+0,80 V+0,80\text{ V}) toplamı olan 1,56 V1,56\text{ V} değerine eşittir.

Step-by-Step Solution

1
Anot ve katot elektrotlarını belirleme.
Çinkonun standart indirgenme potansiyeli (0,76 V-0,76\text{ V}), gümüşün potansiyelinden (+0,80 V+0,80\text{ V}) daha küçüktür. Bu durumda çinko (ZnZn) elektrot anot, gümüş (AgAg) elektrot ise katottur.
Standart indirgenme potansiyeli küçük olan metal daha aktif olup yükseltgeneceği için anot olarak davranır.
2
Anot ve katot yarı tepkimelerini yazma.
Anot yarı tepkimesi (yükseltgenme): Zn(k)Zn(suda)2++2eEoks=+0,76 VZn_{\text{(k)}} \rightarrow Zn^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \quad E^\circ_{\text{oks}} = +0,76\text{ V}
Katot yarı tepkimesi (indirgenme): Ag(suda)++eAg(k)Eindir=+0,80 VAg^+_{\text{(suda)}} + e^- \rightarrow Ag_{\text{(k)}} \quad E^\circ_{\text{indir}} = +0,80\text{ V}
Net pil tepkimesini ve pil potansiyelini bulabilmek için anotta gerçekleşen yükseltgenme tepkimesinin yönü ters çevrilmeli ve potansiyelin işareti değiştirilmelidir.
3
Standart pil potansiyelini hesaplama.
Epil=Eanot(oks)+Ekatot(indir)=+0,76 V+0,80 V=1,56 VE^\circ_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{anot(oks)}} + E^\circ_{\text{katot(indir)}} = +0,76\text{ V} + 0,80\text{ V} = 1,56\text{ V}
Standart pil potansiyeli, anot yükseltgenme potansiyeli ile katot indirgenme potansiyelinin toplamıdır. Net tepkimeyi denkleştirmek için katot tepkimesi 2 ile çarpılsa bile standart yarı pil potansiyeli katsayıdan etkilenmez.

Key Concept

Galvanik hücrelerde indirgenme potansiyellerine bakarak anot/katot belirlenmesi ve standart pil potansiyelinin hesaplanması.
Question 106Question

Standart koşullarda (25 C25\text{ }^\circ\text{C}, 1 atm1\text{ atm}) hazırlanan bir alüminyum-nikel (AlNiAl-Ni) galvanik hücresinin şeması aşağıda verilmiştir.

Bu hücrede gerçekleşen yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri ��u şekildedir:

Al(suda)3++3eAl(k)E=166 VAl^{3+}_{\text{(suda)}} + 3e^- \rightarrow Al\text{(k)} \quad E^\circ = -1{}66\text{ V}
Ni(suda)2++2eNi(k)E=025 VNi^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Ni\text{(k)} \quad E^\circ = -0{}25\text{ V}

Buna göre, hazırlanan bu standart galvanik hücreyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Standart pil potansiyeli (EpilE^\circ_{\text{pil}}) 141 V1{}41\text{ V}'tur.

Answer

Standart pil potansiyeli (EpilE^\circ_{\text{pil}}) 141 V1{}41\text{ V}'tur.
Alüminyum elektrot anot, nikel elektrot ise katottur. Anot yarı hücresindeki yükseltgenme potansiyeli (+166 V+1{}66\text{ V}) ile katot yarı hücresindeki indirgenme potansiyeli (025 V-0{}25\text{ V}) toplandığında standart pil potansiyeli (EpilE^\circ_{\text{pil}}) 141 V1{}41\text{ V} olarak elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Elektrotların indirgenme potansiyellerini karşılaşt��rarak anot ve katot yarı hücrelerini belirleme.
Alüminyumun indirgenme potansiyeli (166 V-1{}66\text{ V}), nikelin indirgenme potansiyelinden (025 V-0{}25\text{ V}) daha küçüktür. Bu durumda alüminyum (AlAl) anot, nikel (NiNi) ise katottur.
Galvanik hücrelerde aktifliği fazla olan (indirgenme potansiyeli küçük olan) metal anot olarak davranır.
2
Anot ve katotta gerçekleşen yarı tepkimeleri ve potansiyellerini yazma.
Anotta yükseltgenme gerçekleşir: Al(k)Al(suda)3++3eEyu¨kseltgenme=+166 VAl\text{(k)} \rightarrow Al^{3+}_{\text{(suda)}} + 3e^- \quad E^\circ_{\text{yükseltgenme}} = +1{}66\text{ V} (potansiyel işareti tersine döner).
Katotta indirgenme gerçekleşir: Ni(suda)2++2eNi(k)Eindirgenme=025 VNi^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Ni\text{(k)} \quad E^\circ_{\text{indirgenme}} = -0{}25\text{ V}.
Anotta yükseltgenme gerçekleştiği için indirgenme yarı tepkimesi ters çevrilmelidir.
3
Standart pil potansiyelini (EpilE^\circ_{\text{pil}}) hesaplama.
Epil=Eanot+Ekatot=166 V+(025 V)=141 VE^\circ_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{anot}} + E^\circ_{\text{katot}} = 1{}66\text{ V} + (-0{}25\text{ V}) = 1{}41\text{ V}.
Pil tepkimesi yazılırken alınan ve verilen elektron sayılarını eşitlemek için yarı tepkimeler uygun katsayılarla çarpılsa bile standart elektrot potansiyelleri bu katsayılardan etkilenmez.

Key Concept

Standart Galvanik Hücrelerin Potansiyel Hesaplaması ve Çalışma İlkeleri
Question 107Question

Standart koşullarda (25 C25\text{ }^\circ\text{C} ve 1 atm1\text{ atm}) hazırlanan bir krom-nikel (CrNiCr-Ni) galvanik hücresinin yarı tepkimelerinin standart indirgenme potansiyelleri aşağıda verilmiştir:

Cr(suda)3++3eCr(k)E=0,74 VCr^{3+}_{\text{(suda)}} + 3e^- \rightarrow Cr_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,74\text{ V}
Ni(suda)2++2eNi(k)E=0,25 VNi^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Ni_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,25\text{ V}

Buna göre, bu galvanik hücreyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Tuz köprüsündeki anyonlar zamanla krom elektrodunun bulunduğu yarı hücreye doğru göç eder.

Answer

Tuz köprüsündeki anyonlar zamanla krom elektrodunun bulunduğu yarı hücreye doğru göç eder.
Krom elektrodun indirgenme potansiyeli nikelinkinden küçük olduğu için krom anot, nikel ise katottur. Anot yarı hücresinde zamanla katyon derişimi artarak pozitif yük fazlalığı oluşturur. Bu durumu dengelemek için tuz köprüsündeki anyonlar anot yarı hücresine (krom elektrodun bulunduğu yarı hücreye) göç eder. Bu nedenle anyonların krom yarı hücresine göç edeceğini belirten ifade doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Anot ve katot elektrotlarını belirleme.
Kromun standart indirgenme potansiyeli (0,74 V-0,74\text{ V}), nikelin standart indirgenme potansiyelinden (0,25 V-0,25\text{ V}) daha küçüktür. İndirgenme potansiyeli küçük olan krom elektrot anot, nikel elektrot ise katot olarak işlev görür.
Galvanik hücrelerde aktifliği daha yüksek olan (indirgenme potansiyeli daha küçük olan) elektrot anot olur.
2
Standart pil potansiyelini hesaplama.
Anotta yükseltgenme (Cr(k)Cr(suda)3++3eCr_{\text{(k)}} \rightarrow Cr^{3+}_{\text{(suda)}} + 3e^-, E=+0,74 VE^\circ = +0,74\text{ V}), katotta indirgenme (Ni(suda)2++2eNi(k)Ni^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Ni_{\text{(k)}}, E=0,25 VE^\circ = -0,25\text{ V}) gerçekleşir. Net tepkimenin potansiyeli: Epil=+0,74 V+(0,25 V)=+0,49 VE^\circ_{\text{pil}} = +0,74\text{ V} + (-0,25\text{ V}) = +0,49\text{ V} olur.
Standart pil potansiyeli, anot yükseltgenme yarı pil potansiyeli ile katot indirgenme yarı pil potansiyelinin toplamına eşittir.
3
Tuz köprüsündeki iyonların hareket yönünü analiz etme.
Anot hücresinde (krom kabı) zamanla Cr3+Cr^{3+} iyonları oluştuğundan pozitif yük miktarı artar. Elektriksel nötrliği sağlamak amacıyla tuz köprüsündeki anyonlar anot kabına (krom yarı hücresine) doğru hareket eder.
Tuz köprüsünde anyonlar anoda, katyonlar ise katoda göç ederek yarı hücrelerdeki elektriksel yük denkliğini sağlar.

Key Concept

Galvanik hücrelerde yarı hücre tepkimeleri, anot-katot tayini, standart pil potansiyeli hesaplama ve tuz köprüsünün işlevi.
Question 108Question

Şekildeki standart galvanik hücrede kobalt (CoCo) ve gümüş (AgAg) elektrotlar kullanılarak hazırlanan bir sistem gösterilmektedir. Bu hücrede gerçekleşen yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri aşağıda verilmiştir:

Co(suda)2++2eCo(k)E=0,28 VCo^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Co_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,28\text{ V}
Ag(suda)++eAg(k)E=+0,80 VAg^+_{\text{(suda)}} + e^- \rightarrow Ag_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,80\text{ V}

Buna göre, bu galvanik hücre ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Hücre tepkimesi istemli olup standart pil potansiyeli (EpilE^\circ_{\text{pil}}) 1,08 V1,08\text{ V}'tur.

Answer

Hücre tepkimesi istemli olup standart pil potansiyeli (EpilE^\circ_{\text{pil}}) 1,08 V1,08\text{ V}'tur.
İndirgenme potansiyeli daha düşük olan kobalt elektrot anot olarak yükseltgenir ve yükseltgenme potansiyeli +0,28 V+0,28\text{ V} olur. İndirgenme potansiyeli yüksek olan gümüş elektrot ise katot olarak indirgenir ve potansiyeli +0,80 V+0,80\text{ V}'tur. Standart pil potansiyeli bu iki değerin toplamından 1,08 V1,08\text{ V} olarak hesaplanır. Pil potansiyeli pozitif olduğu için sistem istemlidir.

Step-by-Step Solution

1
Anot ve katot elektrotlarının belirlenmesi
Kobaltın indirgenme potansiyeli (0,28 V-0,28\text{ V}), gümüşün indirgenme potansiyelinden (+0,80 V+0,80\text{ V}) daha küçüktür. Bu nedenle kobalt anot (yükseltgenme yarı hücresi), gümüş ise katot (indirgenme yarı hücresi) olarak işlev görür.
Galvanik hücrelerde indirgenme potansiyeli daha küçük olan metal daha aktiftir ve anot olarak davranarak yükseltgenir.
2
Yarı tepkimelerin yazılması ve standart pil potansiyelinin hesaplanması
Anot (Yükseltgenme): Co(k)Co(suda)2++2eE=+0,28 VCo_{\text{(k)}} \rightarrow Co^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \quad E^\circ = +0,28\text{ V}
Katot (İndirgenme): 2Ag(suda)++2e2Ag(k)E=+0,80 V2Ag^+_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow 2Ag_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,80\text{ V}
Net Pil Tepkimesi: Co(k)+2Ag(suda)+Co(suda)2++2Ag(k)Epil=1,08 VCo_{\text{(k)}} + 2Ag^+_{\text{(suda)}} \rightarrow Co^{2+}_{\text{(suda)}} + 2Ag_{\text{(k)}} \quad E^\circ_{\text{pil}} = 1,08\text{ V}
Pil potansiyelini bulmak için anot yarı tepkimesinin indirgenme potansiyeli ters çevrilerek katot yarı tepkimesinin indirgenme potansiyeli ile toplanır.
3
İstemlilik ve diğer hücre özelliklerinin belirlenmesi
Epil=1,08 V>0E^\circ_{\text{pil}} = 1,08\text{ V} > 0 olduğu için standart pil tepkimesi kendiliğinden gerçekleşir (istemlidir). Dış devrede elektronlar anottan (kobalt) katoda (gümüş) akar. Tuz köprüsündeki katyonlar katoda (gümüş yarı hücresine), anyonlar anoda (kobalt yarı hücresine) göç eder.
Pil potansiyeli sıfırdan büyük olan elektrokimyasal hücreler istemli çalışan galvanik hücrelerdir.

Key Concept

Galvanik hücrelerde anot/katot tayini, standart pil potansiyeli hesabı ve hücrenin çalışırken gösterdiği temel özellikler.
Question 109Question

Şekildeki standart CoCuCo-Cu galvanik hücresine ait yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri verilmiştir:

Co(suda)2++2eCo(k)E=0,28 VCo^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Co_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,28\text{ V}
Cu(suda)2++2eCu(k)E=+0,34 VCu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V}

Buna göre, bu galvanik hücre ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Dış devrede elektronlar kobalt (CoCo) elektrottan bakır (CuCu) elektroda doğru akar.

Answer

Dış devrede elektronlar kobalt (CoCo) elektrottan bakır (CuCu) elektroda doğru akar.
Kobaltın standart indirgenme potansiyeli bakırınkinden daha küçük olduğundan, kobalt elektrot anot ve bakır elektrot katottur. Galvanik hücrelerde elektronlar dış devrede her zaman anottan katoda doğru akar. Bu nedenle elektron akış yönünün kobalt elektrottan bakır elektroda doğru olduğunu belirten ifade doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Yarı hücrelerdeki elektrotların standart indirgenme potansiyellerini karşılaştırarak anot ve katot kutuplarını belirlemek.
Co2+/CoCo^{2+}/Co yarı hücresinin indirgenme potansiyeli (0,28 V-0,28\text{ V}), Cu2+/CuCu^{2+}/Cu yarı hücresininkinden (+0,34 V+0,34\text{ V}) daha küçük olduğundan kobalt (CoCo) elektrot anot, bakır (CuCu) elektrot ise katottur.
Standart indirgenme potansiyeli daha küçük olan (yani yükseltgenme eğilimi daha fazla olan) metal anottur.
2
Anot ve katot yar�� tepkimelerini yazarak net hücre tepkimesini ve standart hücre potansiyelini (Ehu¨creE^\circ_{\text{hücre}}) bulmak.
Anot: Co(k)Co(suda)2++2eE=+0,28 VCo_{\text{(k)}} \rightarrow Co^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \quad E^\circ = +0,28\text{ V}
Katot: Cu(suda)2++2eCu(k)E=+0,34 VCu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V}
Net Tepkime: Co(k)+Cu(suda)2+Co(suda)2++Cu(k)Ehu¨cre=+0,62 VCo_{\text{(k)}} + Cu^{2+}_{\text{(suda)}} \rightleftharpoons Co^{2+}_{\text{(suda)}} + Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ_{\text{hücre}} = +0,62\text{ V}
Anotta yükseltgenme, katotta indirgenme gerçekleşir ve net pil potansiyeli bu iki yarı pil potansiyelinin toplamıdır.
3
Dış devredeki elektron akış yönünü ve tuz köprüsündeki iyon hareketlerini analiz etmek.
Elektronlar dış devrede CoCo elektrottan CuCu elektroda doğru akar. Tuz köprüsündeki anyonlar Co2+Co^{2+} derişimi artan anot kabına, katyonlar ise Cu2+Cu^{2+} derişimi azalan katot kabına hareket eder.
Elektronlar anottan katoda doğru akarken, tuz köprüsü çözeltilerdeki elektriksel yük denkliğini korumak amacıyla iyon geçişini sağlar.

Key Concept

Galvanik hücrelerde standart indirgenme potansiyelleri yardımıyla anot ve katot tayini, dış devrede elektron akış yönü ve hücre potansiyeli hesabı.
Estimated Time:2m 0s
Question 110Question

Şekildeki standart CdCuCd - Cu galvanik hücresine ait yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri verilmiştir:

Cd(suda)2++2eCd(k)E=0,40 VCd^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cd_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,40\text{ V}
Cu(suda)2++2eCu(k)E=+0,34 VCu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V}

Buna göre, bu pil sistemiyle ilgili;

I. Standart pil potansiyeli 0,74 V0,74\text{ V}'tur.
II. Tepkime süresince kadmiyum (CdCd) elektrodun kütlesi azalır.
III. Tuz köprüsündeki anyonlar bakır (CuCu) yarı hücresine doğru hareket eder.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

Standart pil potansiyeli 0,74 V'tur ve tepkime süresince kadmiyum elektrodunun kütlesi azalır.
Kadmiyumun indirgenme potansiyeli bakırınkinden küçük olduğu için kadmiyum anot, bakır katottur. Anot tepkimesi ters çevrilip katot ile toplandığında standart pil potansiyeli Epil=0,40 V+0,34 V=0,74 VE^\circ_{\text{pil}} = 0,40\text{ V} + 0,34\text{ V} = 0,74\text{ V} olarak elde edilir (I. öncül doğru). Anotta yükseltgenme gerçekleştiğinden kadmiyum elektrot aşınır ve kütlesi azalır (II. öncül doğru). Tuz köprüsündeki anyonlar anot bölmesine yani kadmiyum yarı hücresine göç edeceğinden üçüncü öncül yanlıştır. Bu durumda doğru olan seçenek I ve II ifadelerini içeren seçenektir.

Step-by-Step Solution

1
Yarı hücrelerin hangisinde yükseltgenme, hangisinde indirgenme gerçekleşeceğini belirlemek için standart indirgenme potansiyellerini karşılaştırın.
Kadmiyumun standart indirgenme potansiyeli (0,40 V-0,40\text{ V}), bakırınkinden (+0,34 V+0,34\text{ V}) daha küçüktür. Dolayısıyla kadmiyum elektron vermeye daha yatkındır. Bu durumda kadmiyum elektrot anot (yükseltgenme), bakır elektrot ise katot (indirgenme) yarı hücresidir.
Yükseltgenme potansiyeli büyük olan (veya indirgenme potansiyeli küçük olan) elektrot anot olarak belirlenir.
2
Anot ve katot yarı tepkimelerini yazarak standart pil potansiyelini (EpilE^\circ_{\text{pil}}) hesaplayın.
Anot (Yükseltgenme): Cd(k)Cd(suda)2++2eE=+0,40 VCd_{\text{(k)}} \rightarrow Cd^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \quad E^\circ = +0,40\text{ V} (İşaret değiştirildi)
Katot (İndirgenme): Cu(suda)2++2eCu(k)E=+0,34 VCu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V}
Net tepkime: Cd(k)+Cu(suda)2+Cd(suda)2++Cu(k)Cd_{\text{(k)}} + Cu^{2+}_{\text{(suda)}} \rightleftharpoons Cd^{2+}_{\text{(suda)}} + Cu_{\text{(k)}}
Epil=0,40+0,34=0,74 VE^\circ_{\text{pil}} = 0,40 + 0,34 = 0,74\text{ V} bulunur. Buradan I. öncülün doğru olduğu anlaşılır.
Standart pil potansiyeli, anot yükseltgenme potansiyeli ile katot indirgenme potansiyelinin toplamıdır.
3
Elektrotlardaki kütle değişimini ve tuz köprüsündeki iyonların göç yönünü inceleyin.
Anotta CdCd metali Cd2+Cd^{2+} iyonlarına dönüştüğü için kadmiyum elektrodunun kütlesi zamanla azalır (II. öncül doğrudur). Tuz köprüsündeki anyonlar yük denkliğini korumak amacıyla anot yarı hücresine (kadmiyum yarı hücresine) doğru hareket eder. Bu nedenle anyonların bakır yarı hücresine (katoda) hareket edeceğini iddia eden III. öncül yanlıştır.
Galvanik pillerde anot elektrodun kütlesi azalır ve tuz köprüsündeki anyonlar anoda, katyonlar katoda göç eder.

Key Concept

Galvanik hücrelerde anot ve katot tespiti, standart pil potansiyeli hesabı, elektrot kütle değişimleri ve tuz köprüsünde iyonların göç yönü.
Estimated Time:2m 0s
Question 111Question

Aşağıdaki şekilde standart koşullarda hazırlanan bir magnezyum-kurşun (MgPbMg-Pb) galvanik hücresi gösterilmiştir.

Bu galvanik hücrede gerçekleşen yarı tepkimeler ve standart indirgenme potansiyelleri şu şekildedir:

Mg(suda)2++2eMg(k)E=2,37 VMg^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Mg_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -2,37\text{ V}
Pb(suda)2++2ePb(k)E=0,13 VPb^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Pb_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,13\text{ V}

Buna göre, bu hücreyle ilgili;

I. Standart hücre potansiyeli (EpilE^\circ_{\text{pil}}) +2,24 V+2,24\text{ V}'tur.
II. Zamanla magnezyum (MgMg) elektrodunun kütlesi azalır.
III. Tuz köprüsündeki anyonlar kurşun (PbPb) yarı hücresine doğru göç eder.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

I ve II
Standart hücre potansiyeli, anot yarı hücresindeki yükseltgenme potansiyeli ile katot yarı hücresindeki indirgenme potansiyelinin toplamına eşittir. Magnezyum elektrot anot, kurşun elektrot ise katot olduğundan pil potansiyeli +2,24 V+2,24\text{ V} olarak hesaplanır. Anotta yükseltgenme gerçekleştiği için magnezyum elektrodun kütlesi zamanla azalır. Bu nedenle, birinci ve ikinci ifadeler doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Anot ve katot yarı hücrelerinin belirlenmesi.
Magnezyumun indirgenme potansiyeli (2,37 V-2,37\text{ V}), kurşunun indirgenme potansiyelinden (0,13 V-0,13\text{ V}) daha küçük olduğundan MgMg elektrot anot, PbPb elektrot katottur.
Galvanik hücrelerde aktifliği fazla olan (indirgenme potansiyeli küçük olan) metal elektron vererek yükseltgenir ve anodu oluşturur.
2
Standart pil potansiyelinin (EpilE^\circ_{\text{pil}}) hesaplanması.
Epil=Eyu¨kseltgenme(Mg)+Eindirgenme(Pb)=+2,37 V+(0,13 V)=+2,24 VE^\circ_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{yükseltgenme}}(Mg) + E^\circ_{\text{indirgenme}}(Pb) = +2,37\text{ V} + (-0,13\text{ V}) = +2,24\text{ V} bulunur. Dolayısıyla I. yargı doğrudur.
Hücre potansiyeli, anot yükseltgenme yarı tepkimesi ile katot indirgenme yarı tepkimesinin potansiyellerinin toplamıdır.
3
Elektrot kütlelerindeki değişimin belirlenmesi.
Anotta Mg(k)Mg(suda)2++2eMg_{\text{(k)}} \rightarrow Mg^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- tepkimesi gerçekleştiğinden MgMg elektrodun kütlesi zamanla azalır. Dolayısıyla II. yargı doğrudur.
Yükseltgenme sırasında katı metal iyonlaşarak çözeltiye geçer, bu da anot elektrot kütlesini azaltır.
4
Tuz köprüsündeki iyon göçünün belirlenmesi.
Tuz köprüsündeki anyonlar anot kabına (MgMg yarı hücresine), katyonlar ise katot kabına (PbPb yarı hücresine) doğru göç eder. Bu nedenle III. yargı yanlıştır.
Anotta oluşan artı yük fazlalığını ve katotta azalan artı yük dengesini korumak için anyonlar anoda, katyonlar katoda hareket eder.

Key Concept

Galvanik hücrelerde anot/katot belirlenmesi, pil potansiyeli hesabı ve iyon göçü kuralları
Estimated Time:2m 0s
Question 112Question

Standart koşullarda (25 C25\text{ }^\circ\text{C} ve 1 atm1\text{ atm}) hazırlanan mangan-kalay (MnSnMn-Sn) galvanik hücresinin şematik gösterimi aşağıda verilmiştir.

Yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri şu şekildedir:

Mn(suda)2++2eMn(k)E=1,18 V Mn^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Mn_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -1,18\text{ V}
Sn(suda)2++2eSn(k)E=0,14 V Sn^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Sn_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,14\text{ V}

Buna göre, bu galvanik hücre ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Hücre diyagramı Mn(k)Mn(1 M)2+Sn(1 M)2+Sn(k)Mn_{\text{(k)}} \mid Mn^{2+}_{\text{(1 M)}} \parallel Sn^{2+}_{\text{(1 M)}} \mid Sn_{\text{(k)}} şeklindedir.

Answer

Hücre diyagramı Mn(k) | Mn²⁺(1 M) || Sn²⁺(1 M) | Sn(k) şeklindedir.
Manganın indirgenme potansiyeli kalayınkinden daha küçük olduğundan mangan yükseltgenir (anot) ve kalay indirgenir (katot). Standart hücre şeması kurallarına göre anot solda, katot sağda gösterilecek şekilde yazılan hücre şeması ifadesi doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Anot ve katot elektrotlarını belirleme
Manganın standart indirgenme potansiyeli (1,18 V-1,18\text{ V}), kalayın standart indirgenme potansiyelinden (0,14 V-0,14\text{ V}) daha küçüktür. Dolayısıyla mangan (MnMn) daha aktiftir ve anot, kalay (SnSn) ise katottur.
Galvanik hücrelerde indirgenme potansiyeli düşük olan aktif metal yükseltgenerek anot görevini üstlenir.
2
Hücre tepkimelerini ve standart pil potansiyelini yazma
Anot (Yükseltgenme): Mn(k)Mn(suda)2++2eE=+1,18 VMn_{\text{(k)}} \rightarrow Mn^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \quad E^\circ = +1,18\text{ V}
Katot (İndirgenme): Sn(suda)2++2eSn(k)E=0,14 VSn^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Sn_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,14\text{ V}
Net Hücre Tepkimesi: Mn(k)+Sn(suda)2+Mn(suda)2++Sn(k)Epil=+1,04 VMn_{\text{(k)}} + Sn^{2+}_{\text{(suda)}} \rightleftharpoons Mn^{2+}_{\text{(suda)}} + Sn_{\text{(k)}} \quad E^\circ_{\text{pil}} = +1,04\text{ V}
Net pil tepkimesi ve pil gerilimi, iki yarı tepkime ve potansiyellerinin toplanmasıyla elde edilir.
3
Standart hücre diyagramını (şemasını) oluşturma
Mn(k)Mn(1 M)2+Sn(1 M)2+Sn(k)Mn_{\text{(k)}} \mid Mn^{2+}_{\text{(1 M)}} \parallel Sn^{2+}_{\text{(1 M)}} \mid Sn_{\text{(k)}}
Standart pil şemasında sol tarafa anot yarı hücresi, sağ tarafa ise katot yarı hücresi yazılır.

Key Concept

Galvanik hücrelerde aktiflik farkına göre anot/katot tayini ve standart pil şeması yazımı
Estimated Time:2m 0s
Question 113Question

Standart koşullarda (25 C25\text{ }^\circ\text{C} ve 1 atm1\text{ atm}) hazırlanan bir SnCuSn - Cu galvanik hücresinin indirgenme yarı tepkimeleri ve standart indirgenme potansiyelleri aşağıda verilmiştir:

Sn(suda)2++2eSn(k)E=0,14 VSn^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Sn_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,14\text{ V}
Cu(suda)2++2eCu(k)E=+0,34 VCu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V}

Buna göre, bu galvanik hücreyle ilgili;

I. SnSn elektrot yükseltgen özellik gösterir.
II. Standart pil potansiyeli 0,48 V0,48\text{ V}'tur.
III. Dış devrede elektronlar SnSn elektrottan CuCu elektroda doğru akar.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: II ve III

Answer

Standart pil potansiyeli 0,48 V olup dış devrede elektronlar kalay elektrottan bakır elektroda doğru akar ifadesini içeren II ve III yargıları doğrudur.
İkinci ve üçüncü öncüllerin yer aldığı seçenek doğrudur. Çünkü Sn2+/SnSn^{2+}/Sn yarı hücresinin indirgenme potansiyeli daha düşük olduğundan kalay anot, bakır ise katottur. Anot potansiyeli ters çevrilip katot ile toplandığında pil potansiyeli 0,48 V0,48\text{ V} olarak elde edilir. Dış devrede elektron akışı ise her zaman anottan (SnSn) katoda (CuCu) doğrudur. Birinci öncüldeki kalay elektrodunun yükseltgen özellik gösterdiği iddiası yanlıştır, çünkü kalay yükseltgendiği için indirgendir.

Step-by-Step Solution

1
Anot ve katot elektrotlarını belirlemek için indirgenme potansiyellerini karşılaştırın.
Sn2+/SnSn^{2+}/Sn yarı hücresinin indirgenme potansiyeli (0,14 V-0,14\text{ V}) daha küçük olduğu için bu yarı hücre anot (yükseltgenme yeri), Cu2+/CuCu^{2+}/Cu yarı hücresinin indirgenme potansiyeli (+0,34 V+0,34\text{ V}) daha büyük olduğu için katot (indirgenme yeri) olarak belirlenir.
Galvanik hücrelerde indirgenme potansiyeli küçük olan metal daha aktiftir ve yükseltgenerek anot görevini üstlenir.
2
Anot ve katot yarı tepkimelerini yazarak standart pil potansiyelini hesaplayın.
Anotta yükseltgenme: Sn(k)Sn(suda)2++2eE=+0,14 VSn_{\text{(k)}} \rightarrow Sn^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \quad E^\circ = +0,14\text{ V}. Katotta indirgenme: Cu(suda)2++2eCu(k)E=+0,34 VCu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V}. Toplam pil potansiyeli: Epil=0,14 V+0,34 V=0,48 VE^\circ_{\text{pil}} = 0,14\text{ V} + 0,34\text{ V} = 0,48\text{ V} olarak hesaplanır. Bu durum ikinci öncülün doğru olduğunu gösterir.
Standart pil potansiyeli, anottaki yükseltgenme potansiyeli ile katottaki indirgenme potansiyelinin toplamı şeklinde bulunur.
3
Elektrotların redoks rollerini ve dış devredeki elektron akış yönünü inceleyin.
SnSn elektrodu anot olup yükseltgenmiştir. Kimyada yükseltgenen madde 'indirgen' özellik gösterir, 'yükseltgen' özellik göstermez. Bu sebeple birinci öncül yanlıştır. Dış devrede elektron akışı anottan katoda, yani SnSn elektrottan CuCu elektroda doğrudur, bu sebeple üçüncü öncül doğrudur.
Elektron veren (yükseltgenen) tanecik karşıdaki taneciğin indirgenmesini sağladığı için indirgendir. Elektronlar ise dış devrede daima anottan katoda akar.

Key Concept

Galvanik hücrelerde anot ve katot tespiti, standart pil potansiyeli hesabı, redoks rolleri ve elektron akış yönünün belirlenmesi.
Question 114Question

MgMg ve SnSn metalleri kullanılarak hazırlanan standart bir elektrokimyasal hücrede gerçekleşen yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri verilmiştir:

Mg(suda)2++2eMg(k)E=2,37 VMg^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Mg_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -2,37\text{ V}
Sn(suda)2++2eSn(k)E=0,14 VSn^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Sn_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,14\text{ V}

Buna göre, bu pil sistemiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Zamanla magnezyum (MgMg) elektrodun kütlesinde azalma gözlenir.

Answer

Zamanla magnezyum (MgMg) elektrodun kütlesinde azalma gözlenir.
Magnezyumun standart indirgenme potansiyeli kalayınkinden daha küçüktür. Bu sebeple magnezyum elektrotta yükseltgenme gerçekleşir ve bu elektrot anot olarak davranır. Anotta yükseltgenen magnezyum metali çözeltiye geçeceği için magnezyum elektrodun kütlesinde zamanla azalma gözlenir.

Step-by-Step Solution

1
Yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyellerini karşılaştırarak anot ve katot elektrotlarını belirlemek.
MgMg elektrodun indirgenme potansiyeli (2,37 V-2,37\text{ V}), SnSn elektrodun indirgenme potansiyelinden (0,14 V-0,14\text{ V}) daha küçüktür. Bu durumda MgMg elektrot anot, SnSn elektrot katottur.
İndirgenme potansiyeli daha küçük olan metal daha aktiftir ve galvanik hücrede anot g��revi üstlenir.
2
Anot ve katot yarı tepkimelerini yazarak pil tepkimesini ve standart pil potansiyelini (EpilE^\circ_{\text{pil}}) hesaplamak.
Anot: Mg(k)Mg(suda)2++2eMg_{\text{(k)}} \rightarrow Mg^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- (E=+2,37 VE^\circ = +2,37\text{ V}), Katot: Sn(suda)2++2eSn(k)Sn^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Sn_{\text{(k)}} (E=0,14 VE^\circ = -0,14\text{ V}). Toplam tepkime: Mg(k)+Sn(suda)2+Mg(suda)2++Sn(k)Mg_{\text{(k)}} + Sn^{2+}_{\text{(suda)}} \rightleftharpoons Mg^{2+}_{\text{(suda)}} + Sn_{\text{(k)}} (Epil=2,37+(0,14)=2,23 VE^\circ_{\text{pil}} = 2,37 + (-0,14) = 2,23\text{ V}).
Standart pil potansiyeli, anot yükseltgenme potansiyeli ile katot indirgenme potansiyelinin toplamına eşittir.
3
Elektrotlardaki kütle değişimlerini, elektron akış yönünü ve tuz köprüsündeki iyon göçlerini analiz etmek.
Anotta MgMg metali aşınarak kütlesi azalır; katotta SnSn katısı birikerek kütlesi artar. Elektronlar anottan (MgMg) katoda (SnSn) akar. Tuz köprüsündeki katyonlar katot hücresine (SnSn), anyonlar ise anot hücresine (MgMg) göç eder.
Hücre tepkimesinin kimyasal doğası ve elektriksel yük denkliği bu değişimleri belirler.

Key Concept

Galvanik hücrelerde anot ve katot belirlenmesi ile pil çalışma ilkeleri
Question 115Question

Standart koşullarda (25 C25\text{ }^\circ\text{C}, 1 atm1\text{ atm}) hazırlanan bir elektrokimyasal hücrede demir (FeFe) ve bakır (CuCu) elektrotlar kullanılmıştır. Bu sisteme ait yarı tepkimeler ve standart indirgenme potansiyelleri aşağıda verilmiştir:

Fe(suda)2++2eFe(k)E=0,44 VFe^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Fe_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,44\text{ V}
Cu(suda)2++2eCu(k)E=+0,34 VCu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V}

Buna göre, bu galvanik hücre çalışırken gerçekleşen olaylarla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Dış devrede elektronlar demir elektrottan bakır elektroda doğru akar.

Answer

Dış devrede elektronlar demir elektrottan bakır elektroda doğru akar.
Dış devrede elektronların demir elektrottan bakır elektroda doğru akacağını belirten ifade doğrudur. Çünkü yükseltgenmenin gerçekleştiği demir elektrot anot, indirgenmenin gerçekleştiği bakır elektrot ise katottur. Elektronlar daima anottan katoda doğru akar.

Step-by-Step Solution

1
Aktiflik karşılaştırması yapılarak anot ve katot elektrotları belirlenir.
Demir (FeFe) elektrodun indirgenme potansiyeli (0,44 V-0,44\text{ V}), bakır (CuCu) elektrodun indirgenme potansiyelinden (+0,34 V+0,34\text{ V}) daha küçüktür. Bu durum, demir metalinin elektron verme (yükseltgenme) eğiliminin bakır metalinden daha fazla olduğunu gösterir. Dolayısıyla, FeFe elektrot anot, CuCu elektrot ise katottur.
Galvanik hücrelerde indirgenme potansiyeli küçük olan metal daha aktiftir ve anot olarak davranır.
2
Anot ve katot yarı tepkimeleri yazılarak standart pil potansiyeli hesaplanır.
Anot tepkimesi: Fe(k)Fe(suda)2++2eE=+0,44 VFe_{\text{(k)}} \rightarrow Fe^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \quad E^\circ = +0,44\text{ V} (yükseltgenme potansiyeli)
Katot tepkimesi: Cu(suda)2++2eCu(k)E=+0,34 VCu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V} (indirgenme potansiyeli)
Net hücre tepkimesi: Fe(k)+Cu(suda)2+Fe(suda)2++Cu(k)Fe_{\text{(k)}} + Cu^{2+}_{\text{(suda)}} \rightleftharpoons Fe^{2+}_{\text{(suda)}} + Cu_{\text{(k)}} Epil=0,44 V+0,34 V=0,78 VE^\circ_{\text{pil}} = 0,44\text{ V} + 0,34\text{ V} = 0,78\text{ V}$
Standart pil potansiyeli, anot yükseltgenme yarı pil potansiyeli ile katot indirgenme yarı pil potansiyelinin toplamına eşittir.
3
Dış devredeki elektron akış yönü ve tuz köprüsündeki iyon göçleri yorumlanır.
Dış devrede elektronlar anottan (FeFe elektrot) katoda (CuCu elektrot) doğru akar. Tuz köprüsündeki anyonlar anot kabına (FeFe yarı hücresi), katyonlar ise katot kabına (CuCu yarı hücresi) göç eder.
Elektrotlar arasındaki potansiyel farkı dış devrede elektron akışına neden olur; tuz köprüsü ise yük denkliğini sağlamak için iyonları taşır.

Key Concept

Galvanik hücrelerde anot ve katot belirlenmesi, standart pil potansiyeli hesaplanması ve hücrenin çalışma prensipleri.
Question 116Question

25 C25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklıkta çinko (ZnZn) elektrotlar kullanılarak şekildeki derişim hücresi hazırlanıyor.

Şekildeki sistemde I. yarı hücrede 0,1 M Zn(NO3)20,1\text{ M } Zn(NO_3)_2 çözeltisi, II. yarı hücrede ise 0,001 M Zn(NO3)20,001\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 V0,06\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 0,060,06 olarak alınız.)

Show answer & explanation

Answer: I ve II

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 Epil=00,062log(103101)=0,06 VE_{\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 M0,001\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

1
Anot ve katot yarı hücrelerini belirleme.
Derişimi küçük olan II. yarı hücre (0,001 M0,001\text{ M}) anot, derişimi büyük olan I. yarı hücre (0,1 M0,1\text{ M}) katottur.
Derişim hücrelerinde derişimi küçük olan yarı hücrede yükseltgenme gerçekleşir ve bu hücre anot görevi görür.
2
Nernst eşitliğini kullanarak başlangıç pil potansiyelini (EpilE_{\text{pil}}) hesaplama.
Epil=00,062log(0,0010,1)=0,03log(102)=+0,06 VE_{\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 (EpilE^\circ_{\text{pil}}) 0 V0\text{ V}'tur. Çinko için alınan-verilen elektron sayısı (nn) 2'dir.
3
Saf su eklenmesinin pilin çalışmasına etkisini inceleme.
I. yarı hücreye saf su eklenerek hacim 100 katına çıkarıldığında Zn2+Zn^{2+} derişimi 0,1/100=0,001 M0,1 / 100 = 0,001\text{ M} olur. Her iki yarı hücrenin derişimi eşitlendiğinden pil çalışmaz (Epil=0 VE_{\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.
4
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 117Question

Bir kimya laboratuvarında CrCr, NiNi, PbPb ve AgAg metallerinin aktifliklerini (elektron verme eğilimlerini) karşılaştırmak amacıyla aşağıdaki deneyler gerçekleştirilmektedir:

* 1. Deney: NiNi metalinden yapılmış bir kaşıkla, Cr(NO3)3Cr(NO_3)_3 sulu çözeltisi karıştırıldığında kaşıkta herhangi bir aşınma gözlenmiyor.
* 2. Deney: PbPb levha, Ni(NO3)2Ni(NO_3)_2 sulu çözeltisine daldırıldığında levha üzerinde herhangi bir kimyasal değişim gerçekleşmiyor.
* 3. Deney: PbPb metali HClHCl sulu çözeltisine atıldığında H2H_2 gazı çıkışı gözlenirken, AgAg metali HClHCl çözeltisi ile tepkime vermiyor.

Buna göre; CrCr, NiNi, PbPb ve AgAg metallerini metalik aktifliklerine (elektron verme eğilimlerine) göre en aktif olandan en pasif olana doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

Metallerin aktiflik sıralaması en aktiften en pasife doğru Cr, Ni, Pb ve Ag şeklindedir.
Metallerin aktiflikleri arasındaki ilişki deneysel verilere dayanarak sırasıyla Cr>NiCr > Ni (aşınma olmaması nedeniyle), Ni>PbNi > Pb (değişim olmaması nedeniyle) ve Pb>AgPb > Ag (HClHCl ile yalnızca PbPb'nin tepkime vermesi nedeniyle) şeklinde belirlenir. Bu ilişkiler birleştirildiğinde doğru sıralama elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
1. Deneydeki gözlemi analiz etmek.
Cr>NiCr > Ni ilişkisi kurulur.
NiNi metalinden yapılmış kaşık Cr3+Cr^{3+} iyonlarını içeren çözeltide aşınmadığına göre, NiNi metali CrCr metalini indirgeyemez. Dolayısıyla CrCr metalinin elektron verme eğilimi NiNi'den büyüktür.
2
2. Deneydeki gözlemi analiz etmek.
Ni>PbNi > Pb ilişkisi kurulur.
PbPb levha Ni2+Ni^{2+} iyonlarını içeren çözeltide değişime uğramadığına göre, PbPb metali Ni2+Ni^{2+} iyonlarını indirgeyemez. Dolayısıyla NiNi metalinin elektron verme eğilimi PbPb'den büyükt��r.
3
3. Deneydeki gözlemleri analiz etmek.
Pb>AgPb > Ag ilişkisi kurulur.
PbPb metali HClHCl çözeltisi ile tepkimeye girip H2H_2 gazı açığa çıkarırken (Pb>H2Pb > H_2), AgAg metali tepkime vermez (H2>AgH_2 > Ag). Bu durum PbPb metalinin elektron verme eğiliminin AgAg'den büyük olduğunu gösterir.
4
Tüm aktiflik ilişkilerini birleştirmek.
Cr>Ni>Pb>AgCr > Ni > Pb > Ag sıralaması elde edilir.
Elde edilen Cr>NiCr > Ni, Ni>PbNi > Pb ve Pb>AgPb > Ag bağıntıları birleştirilerek en aktif metalden en pasif metale doğru sıralama tamamlanır.

Key Concept

Metalik aktiflik, metallerin elektron verme (yükseltgenme) eğilimlerinin bir ölçüsüdür. Aktif bir metal, kendisinden daha pasif bir metalin katyonunu içeren çözeltide kendiliğinden yükseltgenerek aşınır. Ayrıca, aktif metaller asitlerden H2H_2 gazı açığa çıkarabilirken, yarı soy ve soy metaller oksijensiz asitlerle tepkime vermez.
Estimated Time:2m 30s
Question 118Question

Aşağıda bir redoks tepkimesi denkleştirilmemiş olarak verilmiştir:

MnO2(k)+HCl(suda)MnCl2(suda)+Cl2(g)+H2O(s)MnO_2\text{(k)} + HCl\text{(suda)} \rightarrow MnCl_2\text{(suda)} + Cl_2\text{(g)} + H_2O\text{(s)}

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Show answer & explanation

Answer: HClHCl bileşiği yükseltgen özellik gösterir.

Answer

Tepkimede elektron veren ve yükseltgenen madde hidroklorik asit (HClHCl) olduğu için bu bileşik yükseltgen değil, indirgen özellik gösterir. Bu nedenle hidroklorik asitin yükseltgen özellik gösterdiğini belirten ifade yanlıştır.
Tepkimede hidroklorik asit (HClHCl) bileşiğindeki klor iyonları (ClCl^-) elektron vererek klor gazına (Cl2Cl_2) yükseltgenmiştir. Elektron veren (yükseltgenen) maddeler karşıdaki maddeyi indirgediği için indirgen özellik gösterir. Bu nedenle hidroklorik asitin yükseltgen özellik gösterdiğini belirten ifade yanlıştır.

Step-by-Step Solution

1
Tepkimeye giren ve çıkan tüm atomların yükseltgenme basamaklarını belirlemek.
MnO2MnO_2'deki mangan (MnMn) +4+4, oksijen (OO) 2-2; HClHCl'deki hidrojen (HH) +1+1, klor (ClCl) 1-1 değerliktedir. Ürünlerdeki MnCl2MnCl_2'de mangan (MnMn) +2+2, klor (ClCl) 1-1; Cl2Cl_2 moleküler elementinde klor (ClCl) 00; H2OH_2O'da hidrojen (HH) +1+1, oksijen (OO) 2-2 değerliktedir.
Hangi atomların elektron alışverişine katıldığını tespit etmek amacıyla yükseltgenme basamakları bulunur.
2
Alınan ve verilen elektron sayıları üzerinden yarı tepkimeleri yazmak.
Mangan için indirgenme yarı tepkimesi: Mn4++2eMn2+Mn^{4+} + 2e^- \rightarrow Mn^{2+} (2 elektron alınmıştır). Klor için yükseltgenme yarı tepkimesi: 2ClCl2+2e2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^- (2 elektron verilmiştir).
Yükseltgenme ve indirgenme süreçlerindeki elektron sayılarını netleştirmek için.
3
Alınan ve verilen elektron sayılarını eşitlemek.
Alınan elektron sayısı (2) ile verilen elektron sayısı (2) zaten birbirine eşittir. Bu nedenle yarı tepkimeler herhangi bir katsayı ile genişletilmez.
Redoks tepkimelerinde alınan elektron sayısının verilen elektron sayısına eşit olması gerektiği için.
4
Elde edilen katsayıları ana tepkimeye aktarmak ve hidrojen ile oksijen atomlarının denkliğini sağlamak.
Yükseltgenen klorların yanı sıra MnCl2MnCl_2'de bulunan ve yükseltgenmemiş olan 2 klor atomu da hesaba katıldığında girenlerdeki HClHCl katsayısı 4 olur. Tepkime denklemi: 1MnO2+4HCl1MnCl2+1Cl2+2H2O1MnO_2 + 4HCl \rightarrow 1MnCl_2 + 1Cl_2 + 2H_2O şeklinde denkleşir.
Kütle korunumu yasasına uygun olarak tüm atomların sayısal denkliğini tamamlamak için.

Key Concept

Redoks tepkimelerinde yükseltgenme basamaklarının bulunması, alınan-verilen elektron denkliği kurulması ve yükseltgen/indirgen kavramlarının doğru yorumlanması.
Estimated Time:2m 0s
Question 119Question

Oda koşullarında gerçekleştirilen üç farklı deney düzeneğinde aşağıdaki gözlemler yapılıyor:

* I. Deney: Nikel (NiNi) çubuk hidroklorik asit (HClHCl) çözeltisine daldırıldığında gaz çıkışı olduğu gözleniyor.
* II. Deney: Demir (FeFe) çubuk nikel sülfat (NiSO4NiSO_4) çözeltisine daldırıldığında demir çubuğun aşındığı gözleniyor.
* III. Deney: Gümüş (AgAg) çubuk hidroklorik asit (HClHCl) çözeltisine daldırıldığında herhangi bir kimyasal değişim gerçekleşmiyor.

Buna göre; FeFe, NiNi, AgAg metalleri ve H2H_2 gazının elektron verme eğilimlerinin (metalik aktifliklerinin) karşılaştırılması aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

Show answer & explanation

Answer: Fe>Ni>H2>AgFe > Ni > H_2 > Ag

Answer

Metallerin ve hidrojenin elektron verme eğilimleri (aktiflikleri) sırasıyla Fe>Ni>H2>AgFe > Ni > H_2 > Ag şeklindedir.
I. deneyde nikel çubuğun asit çözeltisiyle tepkimeye girip hidrojen gazı açığa çıkarması nikelin hidrojenden aktif olduğunu (Ni>H2Ni > H_2) gösterir. II. deneyde demir çubuğun nikel çözeltisinde aşınması demirin nikelden aktif olduğunu (Fe>NiFe > Ni) gösterir. III. deneyde gümüşün asit çözeltisiyle tepkime vermemesi ise gümüşün hidrojenden pasif olduğunu (H2>AgH_2 > Ag) gösterir. Bu durumda metallerin aktiflik (elektron verme) sırası Fe>Ni>H2>AgFe > Ni > H_2 > Ag şeklinde olur.

Step-by-Step Solution

1
I. deneydeki gözlemi analiz etmek
Ni>H2Ni > H_2 aktiflik ilişkisi kurulur.
Nikel (NiNi) metali, asit çözeltisindeki H+H^+ iyonlarını H2H_2 gazına indirgeyebildiği için nikelin elektron verme eğilimi hidrojenden büyüktür.
2
II. deneydeki gözlemi analiz etmek
Fe>NiFe > Ni aktiflik ilişkisi kurulur.
Demir (FeFe) metali, Ni2+Ni^{2+} iyonlarını içeren çözeltide aşınarak yükseltgendiği ve nikel iyonlarını indirgediği için demirin elektron verme eğilimi nikelden büyüktür.
3
III. deneydeki gözlemi analiz etmek
H2>AgH_2 > Ag aktiflik ilişkisi kurulur.
Gümüş (AgAg) metali hidroklorik asit çözeltisiyle tepkime vermediği için H+H^+ iyonlarını indirgeyemez. Dolayısıyla hidrojenin elektron verme eğilimi gümüşten büyüktür.
4
Elde edilen ilişkileri birleştirmek
Fe>Ni>H2>AgFe > Ni > H_2 > Ag
Fe>NiFe > Ni, Ni>H2Ni > H_2 ve H2>AgH_2 > Ag bağıntıları birleştirilerek genel aktiflik sırası elde edilir.

Key Concept

Metallerin aktifliği, elektron verme (yükseltgenme) eğilimlerinin bir ölçüsüdür. Aktif bir metal, kendisinden daha az aktif olan bir metalin katyonunu veya asitteki hidrojen iyonunu indirgeyebilir.
PreviousPage 6 / 6
Kimya ve Elektrik Practice Questions — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) — Page 6 | Examkin