25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklıkta hazırlanan bir kurşun derişim hücresinin şematik göste… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

$25\text{ }^\circ\text{C}$ sıcaklıkta hazırlanan bir kurşun derişim hücresinin şematik gösterimi aşağıda verilmiştir:

Pb(k) \mid Pb^{2+}(suda, x\text{ M}) \parallel Pb^{2+}(suda, 0,1\text{ M}) \mid Pb(k)

Bu hücrenin başlangıç potansiyeli $0,06\text{ V}$ olduğuna göre, anot yarı hücresindeki $Pb^{2+}$ iyonlarının derişimini ifade eden $x$ değeri kaç $\text{M}$ 'dir?

(Nernst eşitliğindeki sabiti $\frac{0,06}{n}$ olarak alınız.)

Cevap: 0.001 M

Cevap

Kurşun derişim hücresinin anot yarı hücresindeki

Pb^{2+}

iyonları derişimi

0,001\text{ M}

'dir.

Pil şemasından sol tarafın anot, sağ tarafın katot olduğu belirlenir.

Pb^{2+}

iyonlarının indirgenme/yükseltgenme tepkimelerinde alınan-verilen elektron sayısı (

n

) 2'dir. Derişim pillerinde

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

'tur. Nernst eşitliğinde (

E_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{pil}} - \frac{0,06}{n} \log \frac{[\text{Anot}]}{[\text{Katot}]}

) tüm değerler yerine yazılıp (

0,06 = 0 - \frac{0,06}{2} \log \frac{x}{0,1}

) çözüldüğünde anot derişimi

x = 0,001\text{ M}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

Anot ve katot yarı hücrelerini belirlemek.

Sol taraf anot yarı hücresi (

[Pb^{2+}]_{\text{anot}} = x\text{ M}

), sağ taraf katot yarı hücresi (

[Pb^{2+}]_{\text{katot}} = 0,1\text{ M}

)'dir.

Şematik pil gösteriminde sol taraf yükseltgenmenin gerçekleştiği anot yarı hücresini, sağ taraf ise indirgenmenin gerçekleştiği katot yarı hücresini temsil eder.

Standart pil potansiyeli (

E^\circ_{\text{pil}}

) ve alınan-verilen elektron sayısını (

n

) tespit etmek.

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

n = 2

(çünkü kurşun iyonları

Pb^{2+}

yükseltgenme basamağındadır).

Derişim hücrelerinde elektrotlar ve çözeltideki katyonlar aynı olduğu için standart pil potansiyeli sıfırdır.

Pb/Pb^{2+}

yarı tepkimesinde 2 elektron aktarılır.

Nernst eşitliğini kurmak ve değerleri yerine yazmak.

0,06 = 0 - \frac{0,06}{2} \log \frac{x}{0,1}

denklemi elde edilir.

Derişim hücrelerinin başlangıç potansiyeli Nernst eşitliği kullanılarak hesaplanır.

Logaritmik denklemi çözerek

x

değerini hesaplamak.

-2 = \log \frac{x}{0,1} \implies \frac{x}{0,1} = 10^{-2} \implies x = 0,001\text{ M}

Matematiksel işlemleri tamamlayarak bilinmeyen anot derişimini bulmak için logaritma özellikleri uygulanır.

Anahtar Kavram

Derişim hücrelerinde pil potansiyeli Nernst eşitliği ile hesaplanır. Derişim hücresinin çalışabilmesi için yarı hücrelerdeki iyon derişimlerinin farklı olması gerekir ve derişimi az olan yarı hücre anot görevi görür.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru