Examkin

Soru

Zorluk: ZorElektroliz ve Faraday Kanunları

Aşağıdaki elektroliz işlemlerinin her birinde, katotta belirtilen miktarlarda maddelerin elde edilmesi için devreden geçmesi gereken elektriksel yük miktarlarını (Faraday cinsinden) en az olandan en çok olana doğru sıralayınız.

  1. 1Erimiş NaClNaCl sıvısının elektrolizinde katotta 1,5 mol Na1,5\text{ mol } Na katısının toplanması
  2. 2CuSO4CuSO_4 sulu çözeltisinin elektrolizinde katotta 0,8 mol Cu0,8\text{ mol } Cu katısının toplanması
  3. 3Erimiş AlCl3AlCl_3 sıvısının elektrolizinde katotta 0,6 mol Al0,6\text{ mol } Al katısının toplanması
  4. 4HClHCl sulu çözeltisinin elektrolizinde katotta normal koşullarda 22,4 L22,4\text{ L} H2H_2 gazının açığa çıkması

Cevap

Katotta belirtilen maddeleri elde etmek için devreden geçmesi gereken yük miktarları sırasıyla sodyum katısı için 1,5 Faraday, bakır katısı için 1,6 Faraday, alüminyum katısı için 1,8 Faraday ve hidrojen gazı için 2,0 Faraday olup, en az yükten en çok yüke doğru doğru sıralama III, II, I, IV şeklindedir.
Doğru sıralama en küçük yükten en büyüğe doğru sırasıyla erimiş sodyum klorür sıvısının elektrolizinde sodyum eldesi (1,5 F), bakır sülfat çözeltisinin elektrolizinde bakır eldesi (1,6 F), erimiş alüminyum klorür sıvısının elektrolizinde alüminyum eldesi (1,8 F) ve hidroklorik asit çözeltisinin elektrolizinde hidrojen gazı eldesi (2,0 F) şeklindedir.

Adım Adım Çözüm

1
Katotlardaki indirgenme yarı tepkimelerini belirlemek.
Tepkimeler şu şekildedir:
- Al3++3e−→Al(k)Al^{3+} + 3e^- \rightarrow Al(k)
- Cu2++2e−→Cu(k)Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu(k)
- Na++e−→Na(k)Na^+ + e^- \rightarrow Na(k)
- 2H++2e−→H2(g)2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2(g)
Elektrolizde katotta indirgenme gerçekleşir ve devreden geçen yük ile toplanan madde miktarı arasındaki ilişki yarı tepkime katsayılarından bulunur.
2
Katı maddelerin toplanması için gerekli Faraday yük miktarlarını hesaplamak.
- Alüminyum için: 0,6 mol ×3=1,8 Faraday0,6\text{ mol } \times 3 = 1,8\text{ Faraday}
- Bakır için: 0,8 mol ×2=1,6 Faraday0,8\text{ mol } \times 2 = 1,6\text{ Faraday}
- Sodyum için: 1,5 mol ×1=1,5 Faraday1,5\text{ mol } \times 1 = 1,5\text{ Faraday}
Metallerin tesir değerliği (iyon yükü) ile mol sayıları çarpılarak devreden geçmesi gereken elektronların mol sayısı (Faraday) elde edilir.
3
Açığa çıkan gazın mol sayısını bulmak ve gereken Faraday miktarını hesaplamak.
- Normal koşullarda 22,4 L H222,4\text{ L } H_2 gazı 1 mol1\text{ mol}'dür.
- Hidrojen gazı için gereken yük: 1 mol ×2=2,0 Faraday1\text{ mol } \times 2 = 2,0\text{ Faraday}
H2H_2 gazı diatomik yapıda olduğundan 1 mol gaz elde etmek için 2 mol elektron geçmesi gerekir.
4
Bulunan Faraday değerlerini küçükten büyüğe sıralamak.
1,5 F<1,6 F<1,8 F<2,0 F1,5\text{ F} < 1,6\text{ F} < 1,8\text{ F} < 2,0\text{ F} olduğundan sıralama III, II, I, IV şeklindedir.
İşlemler için gereken elektriksel yük miktarlarının sayısal büyüklükleri karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kavram

Faraday'ın Elektroliz Kanunları ve elektrot tepkimelerinin stokiometrisi
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Elektroliz ve Faraday Kanunları

Bu konudan daha fazla soru