Examkin

Soru

Zorluk: OrtaDerişim Hücreleri ve Nernst Eşitliği

25 ∘C25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklıkta iki adet kobalt (CoCo) elektrot ve kobalt(II) nitrat (Co(NO3)2Co(NO_3)_2) çözeltileri kullanılarak hazırlanan bir derişim hücresinin şematik gösterimi aşağıda verilmiştir:

Co(k)∣Co2+(suda,0,001 M)∥Co2+(suda,0,1 M)∣Co(k)Co(k) \mid Co^{2+}(suda, 0,001\text{ M}) \parallel Co^{2+}(suda, 0,1\text{ M}) \mid Co(k)

Buna göre, hazırlanan bu derişim hücresinin 25 ∘C25\text{ }^\circ\text{C}'deki pil potansiyeli kaç volttur?
(25 ∘C25\text{ }^\circ\text{C}'de Nernst eşitliğindeki sabit değeri 0,060,06 alınız.)

  1. +0,06Cevap
  2. B
    +0,03
  3. C
    +0,12
  4. D
    -0,06
  5. E
    -0,12

Cevap

Hazırlanan derişim hücresinin pil potansiyeli +0,06 volttur.
Derişim hücresinde pil potansiyeli hesaplanırken Nernst eşitliği kullanılır. Standart hücre potansiyeli (Epil∘E^\circ_{\text{pil}}) derişim hücrelerinde sıfırdır. Kobalt elektrotlar için aktarılan elektron sayısı (nn) 2'dir. Derişimi az olan yarı hücre (0,001 M0,001\text{ M}) anot, fazla olan yarı hücre (0,1 M0,1\text{ M}) ise katottur. Nernst eşitliğinde anot derişiminin katot derişimine oranı logaritma teriminde yerine yazıldığında pil potansiyeli +0,06 V olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Anot ve katot yarı hücrelerini belirleme.
Derişimi 0,001 M0,001\text{ M} olan yarı hücre anot, 0,1 M0,1\text{ M} olan yarı hücre ise katottur.
Derişim hücrelerinde derişimi küçük olan yarı hücrede yükseltgenme (anot), derişimi büyük olan yarı hücrede ise indirgenme (katot) gerçekleşir.
2
Net hücre tepkimesini yazma ve aktarılan elektron sayısını (nn) belirleme.
Co2+(suda,0,1 M)⇌Co2+(suda,0,001 M)Co^{2+}(suda, 0,1\text{ M}) \rightleftharpoons Co^{2+}(suda, 0,001\text{ M}) tepkimesi gerçekleşir ve aktarılan elektron sayısı n=2n = 2'dir.
Kobalt (CoCo) metali yükseltgendiğinde Co2+Co^{2+} iyonu oluşturur, bu yüzden tepkimede 2 elektron aktarılır.
3
Nernst eşitliğini kullanarak pil potansiyelini (EpilE_{\text{pil}}) hesaplama.
Epil=0−0,062log⁡(0,0010,1)=−0,03log⁡(10−2)=−0,03×(−2)=+0,06 VE_{\text{pil}} = 0 - \frac{0,06}{2} \log\left(\frac{0,001}{0,1}\right) = -0,03 \log(10^{-2}) = -0,03 \times (-2) = +0,06\text{ V} bulunur.
Derişim hücresinin standart pil potansiyeli Epil∘=0 VE^\circ_{\text{pil}} = 0\text{ V}'dur ve Nernst eşitliği Epil=Epil∘−0,06nlog⁡QE_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{pil}} - \frac{0,06}{n} \log Q şeklindedir.

Anahtar Kavram

Derişim hücrelerinde pil potansiyeli, Nernst eşitliği yardımıyla anot ve katot bölmelerindeki iyon derişimleri oranı kullanılarak hesaplanır.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Derişim Hücreleri ve Nernst Eşitliği

Bu konudan daha fazla soru