Examkin

Soru

Zorluk: OrtaDerişim Hücreleri ve Nernst Eşitliği

25 °C'de hazırlanan bir nikel derişim hücresinin yarı hücrelerine ait bilgiler aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Yarı HücreElektrotÇözelti ve Derişim
I. Yarı HücreNi(k)Ni(k)0,1 M Ni(NO3)20,1\text{ M } Ni(NO_3)_2
II. Yarı HücreNi(k)Ni(k)0,001 M Ni(NO3)20,001\text{ M } Ni(NO_3)_2

Buna göre, bu derişim hücresiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
(25 °C'de Nernst eşitliğindeki sabit değeri 0,060,06 olarak alınız.)

  1. A
    Hücrenin başlangıç potansiyeli −0,06 V-0,06\text{ V}'dur.
  2. B
    Dış devrede elektronlar I. yarı hücreden II. yarı hücreye doğru akar.
  3. Hücrenin başlangıç potansiyeli +0,06 V+0,06\text{ V}'tur.Cevap
  4. D
    II. yarı hücreye saf su eklendiğinde hücre potansiyeli azalır.
  5. E
    Hücrenin başlangıç potansiyeli +0,12 V+0,12\text{ V}'tur.

Cevap

Hücrenin başlangıç potansiyelinin +0,06 V olduğunu belirten seçenek doğrudur.
Seyreltik olan II. yarı hücre anot (0,001 M0,001\text{ M}), derişik olan I. yarı hücre ise katottur (0,1 M0,1\text{ M}). Nikel iyonunun indirgenme/yükseltgenme reaksiyonlarında n=2n = 2 elektron aktarımı gerçekleşir. Nernst eşitliği uygulandığında hücre başlangıç potansiyeli +0,06 V+0,06\text{ V} olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Anot ve katot yarı hücrelerini belirleyiniz.
Derişimi daha küçük olan II. yarı hücre (0,001 M0,001\text{ M}) anot, derişimi daha büyük olan I. yarı hücre (0,1 M0,1\text{ M}) ise katot olarak belirlenir.
Derişim hücrelerinde seyreltik olan bölme anot, derişik olan bölme ise katot görevi görür.
2
Net tepkimeyi yazıp alınan/verilen elektron sayısını (n) ve tepkime oranını (Q) bulunuz.
Nikel iyonunun yükseltgenme/indirgenme tepkimesi Ni⇌Ni2++2e−Ni \rightleftharpoons Ni^{2+} + 2e^- şeklinde olduğundan n=2n = 2'dir. Tepkime oranı ise Q=[Ni2+]anot[Ni2+]katot=0,0010,1=10−2Q = \frac{[Ni^{2+}]_{\text{anot}}}{[Ni^{2+}]_{\text{katot}}} = \frac{0,001}{0,1} = 10^{-2} olarak hesaplanır.
Derişim hücrelerinde net iyon geçişi katottan anoda doğrudur ve logaritma terimindeki oran anot derişiminin katot derişimine oranıdır.
3
Nernst denklemini uygulayarak başlangıç potansiyelini hesaplayınız.
Derişim hücresi için Ehu¨cre∘=0 VE^\circ_{\text{hücre}} = 0\text{ V}'tur. Formül: Ehu¨cre=Ehu¨cre∘−0,06nlog⁡Q⇒Ehu¨cre=0−0,062log⁡(10−2)=−0,03×(−2)=+0,06 VE_{\text{hücre}} = E^\circ_{\text{hücre}} - \frac{0,06}{n} \log Q \Rightarrow E_{\text{hücre}} = 0 - \frac{0,06}{2} \log(10^{-2}) = -0,03 \times (-2) = +0,06\text{ V} bulunur.
Derişim pillerinin potansiyeli Nernst eşitliği ile hesaplanır.

Anahtar Kavram

Derişim hücrelerinde standart hücre potansiyeli sıfırdır ve hücre potansiyeli Nernst eşitliği kullanılarak hesaplanır. Hücre çalıştıkça bölmeler arasındaki derişim farkı azalır ve hücre potansiyeli sıfıra yaklaşır.
Bu soruyu puanla

Konular

Derişim Hücreleri ve Nernst Eşitliği

Bu konudan daha fazla soru