Examkin

Soru

Zorluk: OrtaGalvanik Hücreler ve Standart Pil Potansiyelleri

Standart koşullarda (25 ∘C25\text{ }^\circ\text{C}, 1 atm1\text{ atm}) hazırlanan bir elektrokimyasal hücrede demir (FeFe) ve bakır (CuCu) elektrotlar kullanılmıştır. Bu sisteme ait yarı tepkimeler ve standart indirgenme potansiyelleri aşağıda verilmiştir:

Fe(suda)2++2e−→Fe(k)E∘=−0,44 VFe^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Fe_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,44\text{ V}
Cu(suda)2++2e−→Cu(k)E∘=+0,34 VCu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V}

Buna göre, bu galvanik hücre çalışırken gerçekleşen olaylarla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. Dış devrede elektronlar demir elektrottan bakır elektroda doğru akar.Cevap
  2. B
    Demir elektrodun bulunduğu yarı hücrede yükseltgenme gerçekleştiği için FeFe elektrot yükseltgen özellik gösterir.
  3. C
    Standart pil potansiyeli (Epil∘E^\circ_{\text{pil}}) değeri 0,10 V0,10\text{ V} olarak hesaplanır.
  4. D
    Tuz köprüsündeki anyonlar bakır elektrodun bulunduğu yarı hücreye doğru göç eder.
  5. E
    Hücre tepkimesi dengeye ulaştığında standart pil potansiyeli (Epil∘E^\circ_{\text{pil}}) sıfır olur.

Cevap

Dış devrede elektronlar demir elektrottan bakır elektroda doğru akar.
Dış devrede elektronların demir elektrottan bakır elektroda doğru akacağını belirten ifade doğrudur. Çünkü yükseltgenmenin gerçekleştiği demir elektrot anot, indirgenmenin gerçekleştiği bakır elektrot ise katottur. Elektronlar daima anottan katoda doğru akar.

Adım Adım Çözüm

1
Aktiflik karşılaştırması yapılarak anot ve katot elektrotları belirlenir.
Demir (FeFe) elektrodun indirgenme potansiyeli (−0,44 V-0,44\text{ V}), bakır (CuCu) elektrodun indirgenme potansiyelinden (+0,34 V+0,34\text{ V}) daha küçüktür. Bu durum, demir metalinin elektron verme (yükseltgenme) eğiliminin bakır metalinden daha fazla olduğunu gösterir. Dolayısıyla, FeFe elektrot anot, CuCu elektrot ise katottur.
Galvanik hücrelerde indirgenme potansiyeli küçük olan metal daha aktiftir ve anot olarak davranır.
2
Anot ve katot yarı tepkimeleri yazılarak standart pil potansiyeli hesaplanır.
Anot tepkimesi: Fe(k)→Fe(suda)2++2e−E∘=+0,44 VFe_{\text{(k)}} \rightarrow Fe^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \quad E^\circ = +0,44\text{ V} (yükseltgenme potansiyeli)
Katot tepkimesi: Cu(suda)2++2e−→Cu(k)E∘=+0,34 VCu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V} (indirgenme potansiyeli)
Net hücre tepkimesi: Fe(k)+Cu(suda)2+⇌Fe(suda)2++Cu(k)Fe_{\text{(k)}} + Cu^{2+}_{\text{(suda)}} \rightleftharpoons Fe^{2+}_{\text{(suda)}} + Cu_{\text{(k)}} Epil∘=0,44 V+0,34 V=0,78 VE^\circ_{\text{pil}} = 0,44\text{ V} + 0,34\text{ V} = 0,78\text{ V}$
Standart pil potansiyeli, anot yükseltgenme yarı pil potansiyeli ile katot indirgenme yarı pil potansiyelinin toplamına eşittir.
3
Dış devredeki elektron akış yönü ve tuz köprüsündeki iyon göçleri yorumlanır.
Dış devrede elektronlar anottan (FeFe elektrot) katoda (CuCu elektrot) doğru akar. Tuz köprüsündeki anyonlar anot kabına (FeFe yarı hücresi), katyonlar ise katot kabına (CuCu yarı hücresi) göç eder.
Elektrotlar arasındaki potansiyel farkı dış devrede elektron akışına neden olur; tuz köprüsü ise yük denkliğini sağlamak için iyonları taşır.

Anahtar Kavram

Galvanik hücrelerde anot ve katot belirlenmesi, standart pil potansiyeli hesaplanması ve hücrenin çalışma prensipleri.
Bu soruyu puanla

Konular

Galvanik Hücreler ve Standart Pil Potansiyelleri

Bu konudan daha fazla soru