25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklıkta kalay (Sn) elektrotlar ve Sn^{2+} sulu çözeltileri kul… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

$25\text{ }^\circ\text{C}$ sıcaklıkta kalay ( $Sn$ ) elektrotlar ve $Sn^{2+}$ sulu çözeltileri kullanılarak hazırlanan bir derişim hücresinde, $1.0\text{ M } Sn^{2+}$ çözeltisi içeren yarı hücre katot olarak davranmaktadır.

Hücrenin başlangıç potansiyeli $0.09\text{ V}$ olduğuna göre, anot yarı hücresindeki $Sn^{2+}$ iyonlarının derişimi kaç molardır?

(Nernst eşitliğindeki sabit değeri $0.06$ alınız.)

Cevap: 0.001 M

Cevap

Anot yarı hücresindeki kalay iyonları derişimi 0.001 M'dır.

Derişim hücresinin potansiyeli Nernst eşitliği ile hesaplanır. Katot derişimi

1.0\text{ M}

, pil potansiyeli

0.09\text{ V}

ve aktarılan elektron sayısı

n=2

değerleri yerine yazıldığında anot derişimi

0.001\text{ M}

olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

Derişim hücresi için net tepkimeyi ve standart hücre potansiyelini belirleyin.

Derişim hücresinde elektrotlar aynı metalden yapıldığı için standart hücre potansiyeli

E^\circ_{\text{pil}} = 0\text{ V}

'tur. Net hücre tepkimesi:

Sn^{2+}(\text{katot } 1.0\text{ M}) \rightleftharpoons Sn^{2+}(\text{anot } x\text{ M})

şeklindedir.

Nernst eşitliğinde kullanılacak olan hücre tepkimesi ve standart pil potansiyeli değerini saptamak.

Nernst eşitliğini yazın ve bilinen değerleri yerine yerleştirin.

E_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{pil}} - \frac{0.06}{n} \log Q

eşitliğinde aktarılan elektron sayısı

n=2

, pil potansiyeli

E_{\text{pil}} = 0.09\text{ V}

ve reaksiyon kesri

Q = \frac{[Sn^{2+}]_{\text{anot}}}{[Sn^{2+}]_{\text{katot}}} = \frac{x}{1.0}

'dır. Değerler yerine konulduğunda:

0.09 = 0 - \frac{0.06}{2} \log \left(\frac{x}{1.0}\right)

elde edilir.

Anot derişimini hesaplamak üzere matematiksel bağıntıyı kurmak.

Matematiksel işlemleri tamamlayarak anot derişimini bulun.

0.09 = -0.03 \log x \Rightarrow \log x = -3 \Rightarrow x = 10^{-3} = 0.001\text{ M}

olarak hesaplanır.

Bilinmeyen derişim değerini logaritmik işlemle yaln��z bırakıp çözüme ulaşmak.

Anahtar Kavram

Derişim hücrelerinin potansiyeli Nernst eşitliği kullanılarak hesaplanır. Hücrede derişimi küçük olan taraf anot, büyük olan taraf katottur.

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru