Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorDerişim Hücreleri ve Nernst Eşitliği

25 °C sıcaklıkta hazırlanan bir gümüş derişim pilinde;

* 1. yarı hücrede: 100 mL 0,1 M AgNO3100\text{ mL } 0,1\text{ M } AgNO_3 çözeltisi ve gümüş (AgAg) elektrot,
* 2. yarı hücrede: 100 mL 0,001 M AgNO3100\text{ mL } 0,001\text{ M } AgNO_3 çözeltisi ve gümüş (AgAg) elektrot

bulunmaktadır.

Aynı sıcaklıkta, bu pil sisteminin 1. yarı hücresine 100 mL 0,3 M NaCl100\text{ mL } 0,3\text{ M } NaCl çözeltisi ekleniyor ve bir çökelme tepkimesi gerçekleştikten sonra sistemin yeniden dengeye ulaşması sağlanıyor.

Buna göre, son durumda oluşan yeni hücrenin pil potansiyeli (Ehu¨creE_{\text{hücre}}) kaç Volt olur?

(25 °C'de AgClAgCl için Kc¸c¸=1,0×10−10K_{\text{çç}} = 1,0 \times 10^{-10}'dur. Nernst eşitliğindeki sabit değeri 0,060,06 olarak alınız. Katı eklenmesiyle hacim değişiminin ihmal edildiği ve oluşan AgClAgCl katısının elektrot yüzeyini kaplayarak tepkimeyi engellemediği varsayılacaktır.)

  1. 0,36Cevap
  2. B
    -0,36
  3. C
    0,18
  4. D
    0,42
  5. E
    0,10

Cevap

Çökelme sonrasında 1. yarı hücredeki gümüş iyonu derişimi 10^-9 M değerine düşer. Bu durumda derişimi daha az olan 1. yarı hücre anot, 2. yarı hücre ise katot olur. Nernst eşitliği uygulandığında pil potansiyeli 0,36 V olarak hesaplanır.
Çökelme tepkimesi gerçekleştikten sonra 1. yarı hücredeki gümüş iyonlarının derişimi ortak iyon dengesiyle 10^-9 M değerine düşer. 2. yarı hücredeki derişim ise 10^-3 M'dır. Derişimi küçük olan hücre anot olacağından 1. yarı hücre anot, 2. yarı hücre ise katot olur. E = E° - (0,06/n)*log(Anot/Katot) formülünde değerler yerine yazıldığında, E = 0 - 0,06*log(10^-9 / 10^-3) = 0,36 V bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
1. yarı hücreye NaCl eklendiğinde gerçekleşen çökelme tepkimesinin mol hesaplamalarını yapmak.
1. yarı hücrede başlangıçta 0,01 mol Ag+ iyonu vardır. Eklenen NaCl çözeltisinden 0,03 mol Cl- iyonu gelir. Bire bir oranda gerçekleşen çökelme tepkimesi sonucu Ag+ iyonlarının tamamına yakını tükenirken ortamda 0,02 mol Cl- iyonu artar.
Klorür iyonlarının gümüş iyonlarını çöktürme miktarını ve ortamda kalan aşırı klorür miktarını belirlemek.
2
Çökelme sonrasında 1. yarı hücredeki aşırı klorür iyonu ([Cl-]) derişimini hesaplamak.
Toplam hacim 200 mL (0,2 L) olduğundan, [Cl-] = 0,02 mol / 0,2 L = 0,1 M olur.
Kçç dengesinde kullanılacak ortak iyon derişimini bulmak.
3
Çözünürlük çarpımı (Kçç) bağıntısını kullanarak 1. yarı hücredeki yeni [Ag+] derişimini hesaplamak.
[Ag+]_1 * [Cl-] = Kçç => [Ag+]_1 * 0,1 = 1,0 * 10^-10 => [Ag+]_1 = 1,0 * 10^-9 M bulunur.
Çökelme dengesi kurulduktan sonra çözeltide kalan gümüş iyonlarının derişimini bulmak.
4
İki yarı hücredeki [Ag+] derişimlerini karşılaştırarak anot ve katot yarı hücrelerini belirlemek.
[Ag+]_1 = 10^-9 M (1. yarı hücre) ve [Ag+]_2 = 10^-3 M (2. yarı hücre) olduğundan, derişimi küçük olan 1. yarı hücre anot, 2. yarı hücre ise katot olur.
Nernst denkleminde anot ve katot derişimlerinin doğru yerleştirilmesi ve pil potansiyelinin doğru hesaplanması.
5
Nernst denklemini uygulayarak yeni pil potansiyelini (E_hücre) hesaplamak.
E_hücre = 0 - (0,06 / 1) * log(10^-9 / 10^-3) = -0,06 * log(10^-6) = 0,36 V bulunur.
Derişim farkından kaynaklanan nihai pil potansiyelini bulmak.

Anahtar Kavram

Çözünürlük dengesi içeren derişim pillerinde Nernst eşitliği uygulamaları ve anot/katot değişimi.
Tahmini Süre:3m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Derişim Hücreleri ve Nernst Eşitliği

Bu konudan daha fazla soru