Examkin

Soru

Zorluk: OrtaElektroliz ve Faraday Kanunları

Platin inert elektrotlar kullanılarak hazırlanan 1 M CuSO41\text{ M } CuSO_4 sulu çözeltisi belirli bir süre elektroliz edilmektedir. Bu süreçte devreden 0,8 mol0,8\text{ mol} elektron geçmektedir.

Buna göre, bu elektroliz işlemiyle ilgili;

I. Katotta 25,6 gram Cu25,6\text{ gram } Cu metali toplanır.
II. Anotta normal koşullar altında 4,48 litre O24,48\text{ litre } O_2 gazı açığa çıkar.
III. Çözeltinin pH değeri zamanla azalır.

yargılarından hangileri doğrudur?
(Elektron verme eğilimleri: H2>Cu>OH−>SO42−H_2 > Cu > OH^- > SO_4^{2-}; Cu=64 g/molCu = 64\text{ g/mol})

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    I ve II
  3. I, II ve IIICevap
  4. D
    I ve III
  5. E
    II ve III

Cevap

Katotta 25,625,6 gram CuCu metalinin toplanması, anotta normal koşullarda 4,484,48 litre O2O_2 gazının açığa çıkması ve çözeltinin pH değerinin zamanla azalması ifadelerinin tamamını içeren 'I, II ve III' seçeneğidir.
Katotta toplanan madde miktarı hesaplanırken devreden geçen elektronun mol sayısı ile indirgenme yarı tepkimesi kullanılır. Cu2+Cu^{2+} iyonunun indirgenmesi sonucu 25,6 gram Cu25,6\text{ gram } Cu toplanır. Anotta ise OH−OH^- iyonları (veya su) yükseltgenerek O2O_2 gazı oluşturur; devreden geçen 0,8 mol0,8\text{ mol} elektron ile 4,48 litre O24,48\text{ litre } O_2 gazı açığa çıkar. Yükseltgenme sonucunda ortama H+H^+ iyonları salındığı için çözeltinin pH değeri azalır. Bu nedenle 'I, II ve III' ifadesini içeren seçenek doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Katotta gerçekleşecek indirgenme tepkimesini belirlemek ve toplanan bakır miktarını hesaplamak.
Katotta öncelikle pasif olan Cu2+Cu^{2+} iyonu indirgenir. Cu2+(aq)+2e−→Cu(k)Cu^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Cu(k) tepkimesine göre devreden 0,8 mol0,8\text{ mol} elektron geçtiğinde 0,4 mol Cu0,4\text{ mol } Cu katısı toplanır. Bu da 0,4 mol×64 g/mol=25,6 gram Cu0,4\text{ mol} \times 64\text{ g/mol} = 25,6\text{ gram } Cu yapar. I. öncül doğrudur.
Katotta indirgenme eğilimi en yüksek olan (yani elektron verme eğilimi en düşük olan) katyon öncelikle indirgenir.
2
Anotta gerçekleşecek yükseltgenme tepkimesini belirlemek ve açığa çıkan oksijen gazının hacmini hesaplamak.
Anotta yükseltgenme eğilimi en yüksek olan (yani elektron verme eğilimi en yüksek olan) anyon öncelikle yükseltgenir. OH−OH^- ve SO42−SO_4^{2-} iyonlarından OH−OH^- (sudan gelen) yükseltgenerek O2O_2 gazı oluşturur: 2H2O(s)→O2(g)+4H+(aq)+4e−2H_2O(s) \rightarrow O_2(g) + 4H^+(aq) + 4e^-. Tepkimeye göre 4 mol4\text{ mol} elektron geçtiğinde 1 mol O21\text{ mol } O_2 gazı açığa çıkar. 0,8 mol0,8\text{ mol} elektron geçtiğinde 0,2 mol O20,2\text{ mol } O_2 gazı oluşur. Bu gaz normal koşullarda 0,2 mol×22,4 L/mol=4,48 litre0,2\text{ mol} \times 22,4\text{ L/mol} = 4,48\text{ litre} hacim kaplar. II. öncül doğrudur.
Anotta yükseltgenme yarı tepkimesi ve katsayılar kullanılarak gazın hacmi hesaplanır.
3
Çözeltinin pH değişimini analiz etmek.
Anotta gerçekleşen yükseltgenme tepkimesi sonucunda ortama H+H^+ iyonları verilir. H+H^+ iyonu derişimi [H+][H^+] artacağından çözeltinin pH değeri zamanla azalır. III. öncül doğrudur.
Çözeltinin pH değeri hidrojen iyonu derişimiyle ters orantılıdır.

Anahtar Kavram

Elektroliz işlemlerinde katotta indirgenme, anotta ise yükseltgenme önceliğinin belirlenmesi ve Faraday Kanunları kullanılarak elektrotlarda toplanan/açığa çıkan madde miktarlarının hesaplanması.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Elektroliz ve Faraday Kanunları

Bu konudan daha fazla soru