Şekildeki standart Cd - Cu galvanik hücresine ait yarı tepkimelerin standart indirgenme po… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Şekildeki standart $Cd - Cu$ galvanik hücresine ait yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri verilmiştir:

Cd^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cd_{\text{(k)}} \quad E^\circ = -0,40\text{ V}

Cu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V}

Buna göre, bu pil sistemiyle ilgili;

I. Standart pil potansiyeli $0,74\text{ V}$ 'tur.
II. Tepkime süresince kadmiyum ( $Cd$ ) elektrodun kütlesi azalır.
III. Tuz köprüsündeki anyonlar bakır ( $Cu$ ) yarı hücresine doğru hareket eder.

yargılarından hangileri doğrudur?

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

Cevap

Standart pil potansiyeli 0,74 V'tur ve tepkime süresince kadmiyum elektrodunun kütlesi azalır.

Kadmiyumun indirgenme potansiyeli bakırınkinden küçük olduğu için kadmiyum anot, bakır katottur. Anot tepkimesi ters çevrilip katot ile toplandığında standart pil potansiyeli

E^\circ_{\text{pil}} = 0,40\text{ V} + 0,34\text{ V} = 0,74\text{ V}

olarak elde edilir (I. öncül doğru). Anotta yükseltgenme gerçekleştiğinden kadmiyum elektrot aşınır ve kütlesi azalır (II. öncül doğru). Tuz köprüsündeki anyonlar anot bölmesine yani kadmiyum yarı hücresine göç edeceğinden üçüncü öncül yanlıştır. Bu durumda doğru olan seçenek I ve II ifadelerini içeren seçenektir.

Adım Adım Çözüm

Yarı hücrelerin hangisinde yükseltgenme, hangisinde indirgenme gerçekleşeceğini belirlemek için standart indirgenme potansiyellerini karşılaştırın.

Kadmiyumun standart indirgenme potansiyeli (

-0,40\text{ V}

), bakırınkinden (

+0,34\text{ V}

) daha küçüktür. Dolayısıyla kadmiyum elektron vermeye daha yatkındır. Bu durumda kadmiyum elektrot anot (yükseltgenme), bakır elektrot ise katot (indirgenme) yarı hücresidir.

Yükseltgenme potansiyeli büyük olan (veya indirgenme potansiyeli küçük olan) elektrot anot olarak belirlenir.

Anot ve katot yarı tepkimelerini yazarak standart pil potansiyelini (

E^\circ_{\text{pil}}

) hesaplayın.

Anot (Yükseltgenme):

Cd_{\text{(k)}} \rightarrow Cd^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \quad E^\circ = +0,40\text{ V}

(İşaret değiştirildi)
Katot (İndirgenme):

Cu^{2+}_{\text{(suda)}} + 2e^- \rightarrow Cu_{\text{(k)}} \quad E^\circ = +0,34\text{ V}

Net tepkime:

Cd_{\text{(k)}} + Cu^{2+}_{\text{(suda)}} \rightleftharpoons Cd^{2+}_{\text{(suda)}} + Cu_{\text{(k)}}

E^\circ_{\text{pil}} = 0,40 + 0,34 = 0,74\text{ V}

bulunur. Buradan I. öncülün doğru olduğu anlaşılır.

Standart pil potansiyeli, anot yükseltgenme potansiyeli ile katot indirgenme potansiyelinin toplamıdır.

Elektrotlardaki kütle değişimini ve tuz köprüsündeki iyonların göç yönünü inceleyin.

Anotta

Cd

metali

Cd^{2+}

iyonlarına dönüştüğü için kadmiyum elektrodunun kütlesi zamanla azalır (II. öncül doğrudur). Tuz köprüsündeki anyonlar yük denkliğini korumak amacıyla anot yarı hücresine (kadmiyum yarı hücresine) doğru hareket eder. Bu nedenle anyonların bakır yarı hücresine (katoda) hareket edeceğini iddia eden III. öncül yanlıştır.

Galvanik pillerde anot elektrodun kütlesi azalır ve tuz köprüsündeki anyonlar anoda, katyonlar katoda göç eder.

Anahtar Kavram

Galvanik hücrelerde anot ve katot tespiti, standart pil potansiyeli hesabı, elektrot kütle değişimleri ve tuz köprüsünde iyonların göç yönü.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru