İçerisinde Au^{3+}, Ag^+, Cu^{2+} ve Na^+ katyonlarını barındıran sulu bir çözelti inert e… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

İçerisinde $Au^{3+}$ , $Ag^+$ , $Cu^{2+}$ ve $Na^+$ katyonlarını barındıran sulu bir çözelti inert elektrotlar kullanılarak elektroliz edilmektedir. Katyonların standart indirgenme potansiyelleri ( $E^\circ$ ) arasındaki ilişki:

E^\circ(Au^{3+}/Au) > E^\circ(Ag^+/Ag) > E^\circ(Cu^{2+}/Cu) > E^\circ(H^+/H_2) > E^\circ(Na^+/Na)

şeklindedir. Buna göre, elektroliz işlemi süresince katotta maddelerin öncelikle indirgenerek açığa çıkma sırasını ilk açığa çıkandan son açığa çıkana doğru sıralayınız.

1 $Au(k)$ metalinin birikmesi
2 $Ag(k)$ metalinin birikmesi
3 $Cu(k)$ metalinin birikmesi
4 $H_2(g)$ gazının açığa ç��kması

Cevap

Katotta ilk olarak indirgenme potansiyeli en yüksek olan altın (

Au

) metali, ardından sırasıyla gümüş (

Ag

) metali, bakır (

Cu

) metali ve son olarak hidrojen (

H_2

) gazı açığa çıkar. Sodyum iyonlarının indirgenme potansiyeli sudan küçük olduğu için sulu çözeltide indirgenmezler.

Katotta indirgenme gerçekleşir. İndirgenme potansiyeli en büyük olan tanecik en önce indirgenir. Verilen potansiyel sıralamasına göre en kolay indirgenen

Au^{3+}

olup ilk olarak altın metali birikir. Ardından sırasıyla

Ag^+

Cu^{2+}

iyonları indirgenir. Aktif bir metal olan sodyumun indirgenme potansiyeli hidrojeninkinden küçük olduğu için sulu çözeltide sodyum yerine sudan gelen hidrojen iyonları indirgenerek hidrojen gazı oluşturur.

Adım Adım Çözüm

Çözeltide bulunan katyonların ve suyun indirgenme eğilimlerinin karşılaştırılması.

İndirgenme potansiyelleri sırası:

Au^{3+} > Ag^+ > Cu^{2+} > H^+ > Na^+

şeklindedir.

Katotta indirgenme gerçekleşir ve indirgenme potansiyeli en yüksek olan katyon öncelikli olarak indirgenir.

Katotta sırasıyla indirgenecek maddelerin tespiti.

Sırasıyla önce

Au^{3+}

iyonları

Au(k)

formuna, ardından

Ag^+

iyonları

Ag(k)

formuna, daha sonra

Cu^{2+}

iyonları

Cu(k)

formuna ve en son su molekülleri indirgenerek

H_2(g)

gazına dönüşür.

İndirgenme potansiyellerinin büyüklük sırasına göre elektrotta toplanma sırası belirlenir.

Sodyum iyonunun durumunun değerlendirilmesi.

Na^+

iyonu çözeltide kalır ve indirgenmez.

Sodyumun indirgenme potansiyeli suyun indirgenme potansiyelinden çok daha düşük olduğundan, sulu çözeltinin elektrolizinde sodyum metali elde edilemez.

Anahtar Kavram

Sulu çözeltilerin elektrolizinde katotta indirgenme önceliği, katyonların indirgenme potansiyellerinin büyüklüğüne göre belirlenir. İndirgenme potansiyeli en büyük olan iyon ilk önce indirgenir.

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru