Standart koşullarda (25^\circ\text{C} ve 1\text{ atm}) hazırlanan bir Fe-Cu galvanik hücre… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Standart koşullarda ( $25^\circ\text{C}$ ve $1\text{ atm}$ ) hazırlanan bir $Fe-Cu$ galvanik hücresinde gerçekleşen yarı tepkimeler ve standart indirgenme potansiyelleri aşağıda verilmiştir:

Fe^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Fe(\text{k}) \quad E^\circ = -0,44\text{ V}

Cu^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Cu(\text{k}) \quad E^\circ = +0,34\text{ V}

Buna göre, bu pil sistemiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Standart pil potansiyeli ( $E^\circ_{\text{pil}}$ ) $+0,78\text{ V}$ 'tur.Cevap
B
Demir ( $Fe$ ) elektrodu anot bölgesinde yer alır ve pil tepkimesinde yükseltgen olarak görev yapar.
C
Bakır ( $Cu^{2+}$ ) iyonları katot bölgesinde indirgenir ve indirgen özellik gösterir.
D
Standart olmayan derişimlerde pil potansiyeli hesaplanırken Nernst denklemindeki logaritmik terimde katot derişimi paya, anot derişimi paydaya yazılır.
E
Pil çalışırken dış devrede elektronlar bakır ( $Cu$ ) elektrottan demir ( $Fe$ ) elektroda doğru akar.

Cevap

Standart pil potansiyeli (

E^\circ_{\text{pil}}

)

+0,78\text{ V}

'tur.

Standart pil potansiyeli, anot yarı hücresindeki yükseltgenme potansiyeli ile katot yarı hücresindeki indirgenme potansiyelinin toplamına eşittir. İndirgenme potansiyeli daha küçük olan demir (

Fe

) elektrot anot, bakır (

Cu

) elektrot ise katottur. Anot tepkimesi

Fe(\text{k}) \rightarrow Fe^{2+}(\text{suda}) + 2e^-

(

E^\circ = +0,44\text{ V}

) ve katot tepkimesi

Cu^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Cu(\text{k})

(

E^\circ = +0,34\text{ V}

) şeklindedir. İki yarı tepkime potansiyeli toplandığında standart pil potansiyeli

E^\circ_{\text{pil}} = 0,44 + 0,34 = +0,78\text{ V}

olarak elde edilir. Bu nedenle standart pil potansiyelinin

+0,78\text{ V}

olduğunu belirten ifade doğrudur.

Adım Adım Çözüm

Elektrotların standart indirgenme potansiyellerini karşılaştırarak anot ve katot yarı hücrelerini belirleyin.

Demir elektrodun indirgenme potansiyeli (

-0,44\text{ V}

), bakır elektrodun indirgenme potansiyelinden (

+0,34\text{ V}

) daha küçüktür. Bu nedenle demir (

Fe

) anot, bakır (

Cu

) ise katottur.

Galvanik hücrelerde indirgenme potansiyeli küçük olan elektrot daha aktiftir ve yükseltgenerek anot görevini alır.

Anot ve katot yarı tepkimelerini ve potansiyellerini yazın.

Anot (Yükseltgenme):

Fe(\text{k}) \rightarrow Fe^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \quad E^\circ_{\text{yük}} = +0,44\text{ V}

Katot (İndirgenme):

Cu^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Cu(\text{k}) \quad E^\circ_{\text{ind}} = +0,34\text{ V}

Anotta yükseltgenme gerçekleştiği için indirgenme tepkimesi ters çevrilir ve potansiyelinin işareti değişir. Katotta indirgenme gerçekleştiği için tepkime ve potansiyeli aynen kalır.

Yarı tepkime potansiyellerini toplayarak standart pil potansiyelini (

E^\circ_{\text{pil}}

) hesaplayın.

E^\circ_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{yük}} + E^\circ_{\text{ind}} = 0,44\text{ V} + 0,34\text{ V} = +0,78\text{ V}

Standart pil potansiyeli, anot yükseltgenme yarı pil potansiyeli ile katot indirgenme yarı pil potansiyelinin toplamına eşittir.

Anahtar Kavram

Galvanik hücrelerde anot ve katot belirlenmesi ve standart pil potansiyelinin (

E^\circ_{\text{pil}}

) hesaplanması.

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru