Examkin

Soru

Zorluk: KolayElektroliz ve Faraday Kanunları

Erimiş NaClNaCl tuzu 9659{}65 amperlik bir akımla 10001000 saniye boyunca elektroliz edilmektedir.

Buna göre, elektroliz hücresinin katodunda toplanan sodyum (NaNa) metali kaç gramdır?

(Na=23 g/molNa = 23\text{ g/mol}, 1 Faraday=96500 C1\text{ Faraday} = 96500\text{ C})

Cevap: 2.3 g

Cevap

Elektroliz hücresinin katodunda toplanan sodyum (NaNa) metali 232{}3 gramdır.
Devreden geçen elektrik yükü Q=I×tQ = I \times t formülü ile Q=965×1000=9650 CQ = 9{}65 \times 1000 = 9650\text{ C} olarak hesaplanır. Bu yük miktarı, 9650/96500=01 mol9650 / 96500 = 0{}1\text{ mol} elektrona karşılık gelir. Katot bölmesinde gerçekleşen Na++e−→Na(k)Na^+ + e^- \rightarrow Na(k) tepkimesine göre, 1 mol1\text{ mol} elektron geçtiğinde 1 mol1\text{ mol} NaNa metali biriktiği için 01 mol0{}1\text{ mol} elektron geçtiğinde 01 mol0{}1\text{ mol} NaNa metali birikir. Sodyumun mol kütlesi 23 g/mol23\text{ g/mol} olduğundan, toplanan NaNa kütlesi 01×23=23 gram0{}1 \times 23 = 2{}3\text{ gram} olur.

Adım Adım Çözüm

1
Devreden geçen elektrik yükü miktarını hesaplamak.
Q=965 A×1000 s=9650 CQ = 9{}65\text{ A} \times 1000\text{ s} = 9650\text{ C}
Faraday kanunlarında devreden geçen yük miktarını bulmak için akım (II) ve zaman (tt, saniye cinsinden) çarpılır.
2
Devreden geçen elektronun mol sayısını hesaplamak.
ne−=9650 C96500 C/mol=01 moln_{e^-} = \frac{9650\text{ C}}{96500\text{ C/mol}} = 0{}1\text{ mol}
1 mol1\text{ mol} elektronun yükü 96500 C96500\text{ C} (1 Faraday1\text{ Faraday}) olduğundan, toplam yük bu sabite bölünür.
3
Katot indirgenme tepkimesine göre toplanan NaNa kütlesini hesaplamak.
Katot yarı tepkimesi: Na++e−→Na(k)Na^+ + e^- \rightarrow Na(k) şeklindedir. Devreden 01 mol0{}1\text{ mol} elektron geçtiğinde 01 mol0{}1\text{ mol} NaNa katısı birikir. Kütlesi ise m=01 mol×23 g/mol=23 gm = 0{}1\text{ mol} \times 23\text{ g/mol} = 2{}3\text{ g} olarak bulunur.
Katyonlar katotta indirgenir. Tepkime katsayılarına göre 1 mol1\text{ mol} elektron başına 1 mol1\text{ mol} sodyum metali toplanır.

Anahtar Kavram

Faraday Elektroliz Kanunları yardımıyla elektrik yükü ve elektron mol sayısı hesaplanarak elektrotta biriken madde miktarının bulunması.

Alternatif Yöntem

Elektrot kütlesi hesabı için doğrudan m=I×t×MAn×96500m = \frac{I \times t \times M_A}{n \times 96500} formülü de kullanılabilir. Burada nn alınan/verilen elektron sayısıdır. Değerler yerine konulduğunda: m=965×1000×231×96500=23 gm = \frac{9{}65 \times 1000 \times 23}{1 \times 96500} = 2{}3\text{ g} elde edilir.
Tahmini Süre:1m 30s
Bu soruyu puanla

Konular

Elektroliz ve Faraday Kanunları

Bu konudan daha fazla soru