Erimiş krom(III) klorür (CrCl_3) tuzu, inert elektrotlar kullanılarak 9,65\text{ amper}lik… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Erimiş krom(III) klorür ( $CrCl_3$ ) tuzu, inert elektrotlar kullanılarak $9,65\text{ amper}$ lik sabit bir akımla elektroliz edilmektedir. Buna göre, katotta $7,8\text{ gram}$ krom ( $Cr$ ) metali toplandığında elektroliz işlemi kaç saniye sürmüştür?
( $Cr = 52\text{ g/mol}$ , $1\text{ Faraday (F)} = 96500\text{ C/mol } e^-$ )

Cevap: 4500 saniye

Cevap

Elektroliz işlemi 4500 saniye sürmüştür.

Katotta indirgenme tepkimesi

Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr(s)

şeklindedir.

7,8\text{ gram}

krom

0,15\text{ mol}

'dür. Tepkimeye göre

1\text{ mol } Cr

için

3\text{ mol } e^-

devreden geçmelidir, bu nedenle

0,15\text{ mol } Cr

için

0,45\text{ mol } e^-

gerekir. Devreden geçen elektrik yükü

Q = n(e^-) \times F = 0,45 \times 96500\text{ C}

olur.

Q = I \times t

formülünden

0,45 \times 96500 = 9,65 \times t

eşitliği kurulur. Buradan

t = 4500\text{ saniye}

elde edilir.

Adım Adım Çözüm

Katotta biriken krom metalinin mol sayısını bulmak

n(Cr) = \frac{7,8\text{ g}}{52\text{ g/mol}} = 0,15\text{ mol}

Faraday yasalarına göre biriken madde miktarını mol cinsinden bulmamız gerekir.

Devreden geçen elektronun mol sayısını hesaplamak

Tepkime:

Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr(s)

şeklindedir.

0,15\text{ mol } Cr

birikmesi için devreden

3 \times 0,15 = 0,45\text{ mol } e^-

geçmelidir.

Cr^{3+}

iyonlarının indirgenmesi için her 1 mol krom başına 3 mol elektron gerekir.

Faraday yasası formülünü uygulayarak elektroliz süresini bulmak

Q = I \times t = n(e^-) \times F \Rightarrow 9,65\text{ A} \times t = 0,45\text{ mol} \times 96500\text{ C/mol} \Rightarrow t = 4500\text{ saniye}

Devreden geçen toplam yük miktarı ile akım ve süre arasındaki ilişkiden faydalanarak süre hesaplanır.

Anahtar Kavram

Faraday'ın elektroliz kanunları ve elektroliz hücrelerindeki katot indirgenme stokiyometrisi.

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru