Şekildeki standart galvanik hücrede, kobalt (Co) metal şeridi 1\text{ M } Co(NO_3)_2 çözel… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Şekildeki standart galvanik hücrede, kobalt ( $Co$ ) metal şeridi $1\text{ M } Co(NO_3)_2$ çözeltisine (1. yarı hücre), bakır ( $Cu$ ) metal şeridi ise $1\text{ M } Cu(NO_3)_2$ çözeltisine (2. yarı hücre) daldırılm��ştır. Yarı hücreler bir tuz köprüsü ve dış devreyle birleştirilerek bir pil sistemi oluşturulmuştur.

Sistemde gerçekleşen yarı tepkimeler ve standart indirgenme potansiyelleri şu şekildedir:

Co^{2+}(suda) + 2e^- \rightarrow Co(k) \quad E^\circ = -0.28\text{ V}

Cu^{2+}(suda) + 2e^- \rightarrow Cu(k) \quad E^\circ = +0.34\text{ V}

Buna göre, hazırlanan bu galvanik hücre çalışırken gerçekleşen olaylarla ilgili;

I. Hücrenin standart pil potansiyeli ( $E^\circ_{\text{pil}}$ ) $0.62\text{ V}$ 'tur.
II. 1. yarı hücreye aynı sıcaklıkta saf su eklenirse pil potansiyeli artar.
III. Zamanla kobalt ( $Co$ ) elektrodun kütlesi artar.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

A
Yalnız I
B
Yalnız II
I ve IICevap
D
I ve III
E
I, II ve III

Cevap

Standart pil potansiyeli 0.62 V'tur ve 1. yarı hücreye saf su eklenmesi pil potansiyelini artırır.

Kobaltın standart indirgenme potansiyeli bakırınkinden küçük olduğu için kobalt anot, bakır ise katottur. Anot yarı tepkimesinin potansiyeli işaret değiştirilerek pil potansiyeli hesaplandığında

E^\circ_{\text{pil}} = 0.28\text{ V} + 0.34\text{ V} = 0.62\text{ V}

bulunur. Anot bölmesine saf su eklenmesi kobalt iyonları derişimini azaltarak dengeyi ürünler yönüne kaydırır ve pil potansiyelini artırır. Anot elektrodun kütlesi zamanla azalırken katot elektrodun kütlesi artar; bu nedenle kobalt elektrodun kütlesinin artacağı ifadesi yanlıştır. Bu gerekçelerle doğru seçenekte belirtilen I ve II numaralı ifadeler doğrudur.

Adım Adım Çözüm

Anot ve katot yarı hücrelerinin belirlenmesi.

Kobalt (Co) elektrot anot, bakır (Cu) elektrot ise katottur.

Standart indirgenme potansiyeli küçük olan Co metalinin yükseltgenme eğilimi daha fazladır.

Standart pil potansiyelinin (

E^\circ_{\text{pil}}

) hesaplanması.

E^\circ_{\text{pil}} = 0.62\text{ V}

Anotta yükseltgenme (

Co \rightarrow Co^{2+} + 2e^-

E^\circ = +0.28\text{ V}

) ve katotta indirgenme (

Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu

E^\circ = +0.34\text{ V}

) tepkimeleri toplanır.

Saf su eklenmesinin pil potansiyeline etkisinin belirlenmesi.

1. yarı hücreye su eklenmesi pil potansiyelini artırır.

1. yarı hücre anottur ve

Co^{2+}

iyonları derişimi azalır. Net pil tepkimesinde (

Co(k) + Cu^{2+}(suda) \rightleftharpoons Co^{2+}(suda) + Cu(k)

) ürün derişiminin azalması dengeyi ürünler lehine kaydırır ve pil potansiyeli artar.

Kobalt elektrot kütlesindeki değişimin incelenmesi.

Zamanla

Co

elektrot kütlesi azalır.

Anot olan kobalt elektrot zamanla yükseltgenerek çözünür (

Co(k) \rightarrow Co^{2+}(suda) + 2e^-

Anahtar Kavram

Galvanik Hücrelerde Anot/Katot Tayini, Standart Pil Potansiyeli Hesabı ve Dengeye Etki Eden Faktörler

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru