Examkin

Kimya ve Elektrik

119 soru

Tüm türler119Çoktan seçmeli80Doğru / Yanlış8Sayısal10Eşleştirme5Sıralama16
Soru 61Soru →

Toprak altında bulunan ve demir (FeFe) metalinden yapılmış bir yakıt tankı, bakır (CuCu) borularla doğrudan temas edecek şekilde tesis edilmiştir. Nemli toprak ortamında kalan bu sistemde demir metalinin korozyona uğradığı tespit edilmiştir.

Bazı metallerin standart indirgenme potansiyelleri (E0E^0) aşağıda verilmiştir:
* Mg2+(suda)+2e−→Mg(k)E0=−2,37 VMg^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Mg(\text{k}) \quad E^0 = -2,37 \text{ V}
* Zn2+(suda)+2e−→Zn(k)E0=−0,76 VZn^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Zn(\text{k}) \quad E^0 = -0,76 \text{ V}
* Fe2+(suda)+2e−→Fe(k)E0=−0,44 VFe^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Fe(\text{k}) \quad E^0 = -0,44 \text{ V}
* Sn2+(suda)+2e−→Sn(k)E0=−0,14 VSn^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Sn(\text{k}) \quad E^0 = -0,14 \text{ V}
* Cu2+(suda)+2e−→Cu(k)E0=+0,34 VCu^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Cu(\text{k}) \quad E^0 = +0,34 \text{ V}

Buna göre, bu sistemde gerçekleşen korozyon süreci ve korozyondan korunma yöntemleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Demir tank ile bakır borunun teması demirin korozyonunu hızlandırır; tankı korumak için sisteme bağlı olan kurban anot magnezyum veya çinko metalinden seçilebilir.

Cevap

Demir tank ile bakır borunun teması demirin korozyonunu hızlandırır; tankı korumak için sisteme bağlı olan kurban anot magnezyum veya çinko metalinden seçilebilir.
Demir metalinin standart indirgenme potansiyeli bakırdan daha düşük olduğu için demir bakıra göre anottur ve nemli ortamda korozyonu hızlanır. Demiri korumak için sisteme demirden daha aktif (E0E^0 değeri demirden daha negatif) bir metalin kurban anot olarak bağlanması gerekir. Magnezyum (−2,37 V-2,37\text{ V}) ve çinko (−0,76 V-0,76\text{ V}) metallerinin indirgenme potansiyelleri demirinkinden (−0,44 V-0,44\text{ V}) küçük olduğu için bu amaca uygundur.

Adım Adım Çözüm

1
Metallerin aktifliklerini (yükseltgenme eğilimlerini) belirlemek için standart indirgenme potansiyellerini (E0E^0) karşılaştırmak.
İndirgenme potansiyeli en küçük olan metal en aktiftir. Buna göre aktiflik sırası: Mg>Zn>Fe>Sn>CuMg > Zn > Fe > Sn > Cu şeklindedir.
Bir metalin indirgenme potansiyeli ne kadar küçükse, yükseltgenme eğilimi (aktifliği) o kadar fazladır.
2
Demir yakıt tankı ile bakır boru arasındaki etkileşimi analiz etmek.
Demir (FeFe, E0=−0,44 VE^0 = -0,44 \text{ V}) bakırdan (CuCu, E0=+0,34 VE^0 = +0,34 \text{ V}) daha aktif olduğu için anot olarak davranır ve yükseltgenerek korozyona uğrar (Fe→Fe2++2e−Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-). Bakır ise katot görevi görür. Bu temas korozyonu hızlandırır.
Farklı iki metal temas ettiğinde aktif olan anot, pasif olan katot olur.
3
Demir tankı korumak için kurban anot yöntemini değerlendirmek.
Demiri korozyondan korumak için sisteme demirden daha aktif bir metal (kurban anot) bağlanmalıdır. Aktiflik sırasına göre magnezyum (MgMg) veya çinko (ZnZn) demirden daha aktif oldukları için kurban anot olarak seçilebilirler. Bu durumda kurban anot yükseltgenirken demir tank korunmuş olur.
Kurban anot yöntemi, korunmak istenen metal yerine yükseltgenme potansiyeli daha yüksek bir metalin harcanması prensibine dayanır.

Anahtar Kavram

Korozyon, Galvanik Hücre Oluşumu ve Kurban Anot Yöntemi
Soru 62Soru →

Aşağıda verilen denkleştirilmemiş redoks tepkimesini en küçük tam sayılarla denkleştirerek sol tarafta verilen maddeleri, sağ tarafta bu maddelere ait doğru açıklama ve katsayı ifadeleriyle eşleştiriniz.

P4(k)+HNO3(suda)+H2O(s)→H3PO4(suda)+NO(g)P_4(k) + HNO_3(suda) + H_2O(s) \rightarrow H_3PO_4(suda) + NO(g)

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Öğeler

P4(k)P_4(k)
HNO3(suda)HNO_3(suda)
H2O(s)H_2O(s)
H3PO4(suda)H_3PO_4(suda)

Eşleşmeler

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

P4(k) molekülü indirgen maddedir ve katsayısı 3'tür; HNO3(suda) yükseltgen maddedir ve katsayısı 20'dir; H2O(s) yükseltgenme basamağı değişmeyen maddedir ve katsayısı 8'dir; H3PO4(suda) yükseltgenme ürünüdür ve katsayısı 12'dir.
Tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde katsayılar sırasıyla 3P4+20HNO3+8H2O→12H3PO4+20NO3P_4 + 20HNO_3 + 8H_2O \rightarrow 12H_3PO_4 + 20NO şeklindedir. Fosfor yükseltgenerek indirgen rolü üstlenir, nitrik asitteki azot indirgenerek yükseltgen rolü üstlenir, suyun yapısındaki atomların değerliği değişmez ve fosforik asit yükseltgenme ürünüdür.

Adım Adım Çözüm

1
Reaksiyondaki tüm elementlerin yükseltgenme basamakları belirlenir.
P4P_4'te P=0P = 0, HNO3HNO_3'te H=+1,N=+5,O=−2H = +1, N = +5, O = -2, H2OH_2O'da H=+1,O=−2H = +1, O = -2, H3PO4H_3PO_4'te H=+1,P=+5,O=−2H = +1, P = +5, O = -2, NONO'da N=+2,O=−2N = +2, O = -2.
Hangi elementlerin yükseltgendiğini ve hangilerinin indirgendiğini tespit etmek için bu adım gereklidir.
2
Yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimeleri yazılarak alınan ve verilen elektron sayıları bulunur.
P4→4P5++20e−P_4 \rightarrow 4P^{5+} + 20e^- (Yükseltgenme) ve N5++3e−→N2+N^{5+} + 3e^- \rightarrow N^{2+} (İndirgenme).
P4P_4 molekülündeki 4 fosfor atomunun toplamda 20 elektron verdiğini ve azot atomunun 3 elektron aldığını belirlemek için bu adım gereklidir.
3
Alınan ve verilen elektron sayıları en küçük ortak katta (60) eşitlenir.
3P4+20HNO3→12H3PO4+20NO3P_4 + 20HNO_3 \rightarrow 12H_3PO_4 + 20NO
Redoks reaksiyonlarında elektron korunumunu sağlamak amacıyla alınan elektron sayısını verilen elektron sayısına eşitlemek gerekir.
4
Hidrojen ve oksijen atomlarının sayıları kontrol edilerek suyun (H2OH_2O) katsayısı belirlenir.
Ürünler tarafında 12×3=3612 \times 3 = 36 hidrojen atomu bulunur. Girenler tarafında ise HNO3HNO_3'ten gelen 20 hidrojen atomu vardır. Kalan 16 hidrojen atomunu eşitlemek için girenler tarafındaki suyun (H2OH_2O) katsayısı 8 yapılır. Oksijen atomlarının denkliği de kontrol edilerek tepkime denkleştirilmiş olur.
Kütlenin korunumu kanunu gereği tepkimenin her iki tarafındaki atom sayılarının eşit olması gerekir.

Anahtar Kavram

Redoks tepkimelerinin elektron alışverişi yöntemiyle denkleştirilmesi, indirgen/yükseltgen maddelerin belirlenmesi.
Soru 63Soru →

Platin inert elektrotlar kullanılarak MgBr2MgBr_2 sulu çözeltisi bir süre elektroliz edilmektedir. Elektroliz işlemi sırasında katotta normal koşullarda 4,48 L4,48\text{ L} hacim kaplayan H2H_2 gazı toplandığı belirlenmiştir.

Buna göre, aynı sürede hücrenin anot elektrodunda hangi maddeden kaç gram elde edilir?
(Elektron verme eğilimleri: Mg>H2>Br−>OH−Mg > H_2 > Br^- > OH^-; Br=80 g/molBr = 80\text{ g/mol}, O=16 g/molO = 16\text{ g/mol})

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 32\text{ gram } Br_2

Cevap

Doğru yanıt anot elektrodunda 32 gram Br2 elde edileceğini belirten seçenektir.
Katotta öncelikle indirgenen H+H^+ iyonlarının oluşturduğu H2H_2 gazının hacminden yola çıkılarak devreden geçen yük miktarı 0,4 mol e−0,4\text{ mol } e^- olarak hesaplanır. Anotta ise yükseltgenme eğilimi daha yüksek olan Br−Br^- iyonları ilk olarak yükseltgenir ve 0,2 mol Br20,2\text{ mol } Br_2 (32 gram32\text{ gram}) elde edilir. Bu nedenle doğru yanıt 32 gram Br232\text{ gram } Br_2 elde edileceğini belirten seçenektir.

Adım Adım Çözüm

1
Katotta gerçekleşecek indirgenme tepkimesini belirleme
Çözeltide bulunan katyonlar Mg2+Mg^{2+} ve H+H^+ iyonlarıdır. Elektron verme eğilimi (aktiflik) Mg>H2Mg > H_2 olduğundan, indirgenme eğilimi H+>Mg2+H^+ > Mg^{2+} şeklindedir. Dolayısıyla katotta öncelikle H+H^+ iyonları indirgenerek H2H_2 gazı açığa çıkar.
Katotta indirgenme potansiyeli en büyük olan iyon ilk önce indirgenir.
2
Katot tepkimesinden devreden geçen elektron mol sayısını hesaplama
Katot tepkimesi: 2H+(suda)+2e−→H2(g)2H^+(suda) + 2e^- \rightarrow H_2(g) şeklindedir. Normal koşullarda 4,48 L H24,48\text{ L } H_2 gazı: n(H2)=4,4822,4=0,2 moln(H_2) = \frac{4,48}{22,4} = 0,2\text{ mol}'dür. Katsayı ilişkisinden devreden geçen elektron mol sayısı: n(e−)=0,2×2=0,4 moln(e^-) = 0,2 \times 2 = 0,4\text{ mol} olarak bulunur.
Faraday kanunlarına göre devreden geçen yük miktarı (elektron mol sayısı) elektrotlarda toplanan maddelerin mol sayılarıyla doğrudan ilişkilidir.
3
Anotta gerçekleşecek yükseltgenme tepkimesini ve oluşan ürün miktarını hesaplama
Çözeltideki anyonlar Br−Br^- ve OH−OH^- iyonlarıdır. Elektron verme eğilimi Br−>OH−Br^- > OH^- olduğundan, anotta öncelikle Br−Br^- iyonları yükseltgenir. Anot tepkimesi: 2Br−(suda)→Br2(s)+2e−2Br^-(suda) \rightarrow Br_2(s) + 2e^- şeklindedir. Devreden geçen 0,4 mol e−0,4\text{ mol } e^- yükü ile oluşan brom miktarı: n(Br2)=0,42=0,2 moln(Br_2) = \frac{0,4}{2} = 0,2\text{ mol} olur. Br2Br_2 kütlesi ise: m(Br2)=0,2 mol×160 g/mol=32 gramm(Br_2) = 0,2\text{ mol} \times 160\text{ g/mol} = 32\text{ gram} olarak hesaplanır.
Anotta elektron verme eğilimi yüksek olan anyon ilk önce yükseltgenir ve devreden geçen aynı yük miktarı kullanılarak toplanan madde stoichiometry ile hesaplanır.

Anahtar Kavram

Elektroliz devresinde anot ve katot öncelik sırası ile Faraday Kanunları stoichiometric hesaplamaları.
Soru 64Soru →

Aynı elektroliz kabında bulunan Cl−Cl^-, Br−Br^-, I−I^- ve OH−OH^- iyonlarını içeren sulu bir çözelti inert elektrotlar kullanılarak elektroliz edilmektedir.

Anyonların elektron verme (yükseltgenme) eğilimleri arasındaki ilişki I−>Br−>Cl−>OH−I^- > Br^- > Cl^- > OH^- şeklindedir.

Buna göre, elektroliz süresince anotta yükseltgenen bu anyonların ilk açığa çıkandan son açığa çıkana doğru yükseltgenme sırasını düzenleyiniz.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

İyonların anotta ilk açığa çıkandan son açığa çıkana doğru yükseltgenme s��rası: İyot (I−I^-), Brom (Br−Br^-), Klor (Cl−Cl^-) ve Hidroksit (OH−OH^-) şeklindedir.
Anotta yükseltgenme gerçekleştiği için elektron verme eğilimi en büyük olan iyot iyonu ilk olarak açığa çıkar. Bunu brom, klor ve son olarak elektron verme eğilimi en düşük olan hidroksit iyonları takip eder.

Adım Adım Çözüm

1
Anotta gerçekleşen reaksiyon türünü belirleme
Elektroliz hücrelerinde anotta yükseltgenme (oksidasyon) tepkimeleri gerçekleşir.
Elektroliz sırasında anyonlar anota giderek elektron verir ve yükseltgenirler.
2
Yükseltgenme eğilimlerini karşılaştırma
Elektron verme eğilimi en fazla olan anyon en kolay yükseltgenir ve öncelikle açığa çıkar.
Soruda verilen elektron verme eğilimi sırası (I−>Br−>Cl−>OH−I^- > Br^- > Cl^- > OH^-) aynı zamanda yükseltgenme kolaylığı sırasıdır.
3
Açığa çıkma sırasını oluşturma
Yükseltgenme sırası ilkten sona doğru I−I^-, Br−Br^-, Cl−Cl^- ve OH−OH^- olarak gerçekleşir.
Bu sıralama anotta sırasıyla I2(k)I_2(k), Br2(s)Br_2(s), Cl2(g)Cl_2(g) ve O2(g)O_2(g) maddelerinin açığa çıkmasını sağlar.

Anahtar Kavram

Elektrolizde anyonların anotta yükseltgenme önceliği, elektron verme eğilimlerinin büyüklüğüne göre belirlenir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 65Soru →

İnert elektrotlar kullanılarak K2SO4K_2SO_4 sulu çözeltisi 9,65 amper9,65\text{ amper} lik sabit bir akımla 4000 saniye4000\text{ saniye} süresince elektroliz ediliyor. Buna göre, elektroliz süresince anotta açığa çıkan gazın normal koşullardaki (NK) hacmi kaç litredir? (1 F=96500 C/mol e−1\text{ F} = 96500\text{ C/mol } e^-)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2.24

Cevap

Elektroliz işlemi sonucunda anotta açığa çıkan oksijen gazının normal koşullardaki hacmi 2,24 litredir.
Elektroliz devresinden geçen yük miktarı hesaplanıp, anotta gerçekleşen suyun yükseltgenmesi yarı tepkimesi kullanılarak oluşan oksijen gazının mol sayısı ve normal koşullardaki hacmi bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Devreden geçen toplam elektrik yükü miktarını Coulomb cinsinden hesaplamak.
Q=I×t=9,65×4000=38600 CQ = I \times t = 9,65 \times 4000 = 38600\text{ C}
Faraday kanunlarına göre devreden geçen elektronun mol sayısını bulmak için öncelikle toplam yük miktarı bilinmelidir.
2
Devreden geçen elektronun mol sayısını hesaplamak.
n(e−)=3860096500=0,4 moln(e^-) = \frac{38600}{96500} = 0,4\text{ mol}
1 mol1\text{ mol} elektronun yükü 96500 C96500\text{ C} olduğundan, devreden geçen toplam yük bu değere bölünerek elektronun mol sayıs�� bulunur.
3
Anotta gerçekleşen yükseltgenme tepkimesini yazmak ve açığa çıkan gazın türünü belirlemek.
Anotta su yükseltgenir ve O2O_2 gazı açığa çıkar: 2H2O(l)→O2(g)+4H+(aq)+4e−2H_2O(l) \rightarrow O_2(g) + 4H^+(aq) + 4e^-
Sulu çözeltideki anyonlardan OH−OH^- (sudan gelen) iyonunun yükseltgenme eğilimi SO42−SO_4^{2-} iyonundan daha yüksek olduğu için anotta su yükseltgenir.
4
Açığa çıkan O2O_2 gazının mol sayısını bulmak.
n(O2)=0,44=0,1 moln(O_2) = \frac{0,4}{4} = 0,1\text{ mol}
Tepkime katsayılarına göre 4 mol4\text{ mol} elektrona karşılık 1 mol O21\text{ mol } O_2 gazı oluşur.
5
Oluşan gazın normal koşullardaki hacmini hesaplamak.
V=0,1×22,4=2,24 LV = 0,1 \times 22,4 = 2,24\text{ L}
Normal koşullarda 1 mol1\text{ mol} ideal gaz 22,4 L22,4\text{ L} hacim kaplar.

Anahtar Kavram

Sulu çözeltilerin elektrolizinde elektrotlarda öncelikle açığa çıkacak maddelerin belirlenmesi ve Faraday Kanunları kullanılarak nicel hesaplamaların yapılması.
Soru 66Soru →

Derişik hidroklorik asit (HClHCl) çözeltisinin potasyum dikromat (K2Cr2O7K_2Cr_2O_7) katısıyla tepkimesi sonucu potasyum klorür (KClKCl), krom(III) klorür (CrCl3CrCl_3), klor gazı (Cl2Cl_2) ve su (H2OH_2O) oluşmaktadır.

Buna göre, en küçük tam sayılarla denkleştirilmiş bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde ürünlerin katsayıları toplamı 14 olur.

Cevap

Tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde ürünlerin katsayıları toplamı 14 olur.
Ürünlerin katsayıları toplamının 14 olduğunu belirten ifade doğrudur. Tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde ürünlerin katsayıları sırasıyla potasyum klorür için 2, krom(III) klorür için 2, klor gazı için 3 ve su için 7 olur. Bu katsayıların toplamı (2+2+3+7=142 + 2 + 3 + 7 = 14) bize 14 değerini verir.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimeye giren ve çıkan maddelerin kimyasal formüllerini yazarak tepkime denklemini kurmak.
K2Cr2O7+HCl→KCl+CrCl3+Cl2+H2OK_2Cr_2O_7 + HCl \rightarrow KCl + CrCl_3 + Cl_2 + H_2O
Redoks tepkimesini denkleştirebilmek için öncelikle temel denklemi yazmalıyız.
2
Tepkimeye katılan tüm atomların yükseltgenme basamaklarını belirlemek.
K2Cr2O7K_2Cr_2O_7 bileşiğinde K=+1K = +1, O=−2O = -2 ve Cr=+6Cr = +6; HClHCl bileşiğinde H=+1H = +1, Cl=−1Cl = -1; KClKCl bileşiğinde K=+1K = +1, Cl=−1Cl = -1; CrCl3CrCl_3 bileşiğinde Cr=+3Cr = +3, Cl=−1Cl = -1; Cl2Cl_2 molekülünde Cl=0Cl = 0; H2OH_2O bileşiğinde H=+1H = +1, O=−2O = -2'dir.
Hangi elementlerin yükseltgenip indirgendiğini tespit etmek amacıyla yükseltgenme basamakları bulunur.
3
Yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimelerini yazarak alınan ve verilen elektron sayılarını eşitlemek.
İndirgenme yarı tepkimesi: Cr2+6+6e−→2Cr+3Cr_2^{+6} + 6e^- \rightarrow 2Cr^{+3}
Yükseltgenme yarı tepkimesi: 2Cl−→Cl20+2e−2Cl^- \rightarrow Cl_2^0 + 2e^-
Alınan ve verilen elektron sayılarını eşitlemek için yükseltgenme yarı tepkimesi 3 ile çarpılır: 6Cl−→3Cl20+6e−6Cl^- \rightarrow 3Cl_2^0 + 6e^-
Redoks tepkimelerinde alınan elektron sayısı verilen elektron sayısına eşit olmalıdır.
4
Katsayıları ana tepkimeye aktarmak ve yükseltgenme basamağı değişmeyen iyonları da hesaba katarak tüm atomları denkleştirmek.
CrCr atomlarının denkliği için K2Cr2O7K_2Cr_2O_7 katsayısı 1, CrCl3CrCl_3 katsayısı 2 alınır. KK denkliği için KClKCl katsayısı 2 olur. Ürünler tarafındaki toplam ClCl sayısı: 2 (KClKCl) + 6 (CrCl3CrCl_3) + 6 (3Cl23Cl_2) = 14 olur. Bu durumda girenlerdeki HClHCl katsayısı 14 olmalıdır. Son olarak HH denkliği için H2OH_2O katsayısı 7 olarak bulunur. Denkleşmiş tepkime: K2Cr2O7+14HCl→2KCl+2CrCl3+3Cl2+7H2OK_2Cr_2O_7 + 14HCl \rightarrow 2KCl + 2CrCl_3 + 3Cl_2 + 7H_2O
Yarı tepkimelerden gelen katsayılar doğrudan yazıldıktan sonra, yükseltgenme basamağı değişmeyen klor iyonlarının toplamını bulup girenlerdeki asit katsayısını belirlemek gerekir.
5
Ürünlerin katsayıları toplamını hesaplamak.
KClKCl (2) + CrCl3CrCl_3 (2) + Cl2Cl_2 (3) + H2OH_2O (7) = 14
Soruda doğru olan seçeneği doğrulamak amacıyla ürünlerin toplam katsayısı bulunur.

Anahtar Kavram

Redoks tepkimelerinin elektron yarı tepkimeleri yöntemiyle denkleştirilmesi, yükseltgen/indirgen maddelerin belirlenmesi ve katsayı hesaplamaları.
Soru 67Soru →

Bir kimyasal süreçte maddelerin elektron verme veya alma eğilimleri (aktiflikleri) tepkimelerin kendiliğinden gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini belirler. Laboratuvarda XX, YY ve ZZ metalleri ile T2T_2 ve Q2Q_2 halojenleri (7A7\text{A} grubu elementleri) kullanılarak yapılan deneylerde aşağıdaki bulgular elde edilmiştir:

* XX metali HClHCl sulu çözeltisi ile tepkimeye girerek H2H_2 gazı açığa çıkartırken, XX metalinden yapılmış bir kapta Y(NO3)2Y(\text{NO}_3)_2 sulu çözeltisi saklanamamaktadır.
* YY metal çubuğu HClHCl sulu çözeltisine daldırıldığında aşınma gözlenmezken, derişik HNO3\text{HNO}_3 çözeltisine daldırıldığında kahverengi NO2\text{NO}_2 gazı çıkışıyla birlikte çözünmektedir.
* ZZ metali ne HClHCl çözeltisiyle ne de derişik HNO3\text{HNO}_3 çözeltisiyle tepkime vermektedir.
* T2T_2 gazı, Q−Q^- iyonlarını içeren sulu çözeltiden geçirildiğinde kendiliğinden T−T^- iyonlarına indirgenirken ortamda Q2Q_2 molekülleri oluşmaktadır.

Buna göre; XX, YY, ZZ metalleri ile T2T_2 ve Q2Q_2 halojenlerinin aktiflik özellikleri göz önüne alındığında, aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: YY metali ile derişik HNO3\text{HNO}_3 çözeltisi arasındaki tepkimede H+\text{H}^+ iyonları indirgenmiştir.

Cevap

Y yarı soy metalinin derişik nitrik asit ile tepkimesinde nitrat iyonlarındaki azot atomları indirgenir, hidrojen iyonlarının yükseltgenme basamağı değişmez.
Yarı soy metal olan YY metali derişik HNO3\text{HNO}_3 çözeltisiyle tepkimeye girdiğinde açığa NO2\text{NO}_2 gazı çıkar. Bu redoks tepkimesinde yükseltgenen tür YY metali iken, indirgenen tür HNO3\text{HNO}_3 yapısındaki NO3−\text{NO}_3^- iyonudur (azot atomu +5+5 değerlikten +4+4 değerliğe indirgenir). Çözeltideki H+\text{H}^+ iyonlarının yükseltgenme basamağı değişmez (+1+1 olarak kalır) ve indirgenmezler. Bu nedenle tepkimede H+\text{H}^+ iyonlarının indirgendiğini belirten ifade yanlıştır.

Adım Adım Çözüm

1
XX, YY ve ZZ metallerinin aktifliklerini (elektron verme eğilimlerini) verilen deney g��zlemlerine göre belirleyin.
XX metali HClHCl ile tepkime verdiğinden aktif metaldir (X>H2X > H_2). XX kabında Y(NO3)2Y(\text{NO}_3)_2 saklanamadığı için X>YX > Y olur. YY metali HClHCl ile tepkime vermeyip derişik HNO3\text{HNO}_3 ile tepkime verdiğinden yarı soy metaldir (H2>YH_2 > Y). ZZ metali hiçbir asitle tepkime vermediğinden tam soy metaldir (Y>ZY > Z). Buradan metallerin aktiflik sıralaması X>Y>ZX > Y > Z olarak bulunur.
Tepkimenin kendiliğinden gerçekleşmesi, yükseltgenen metalin aktifliğinin çözeltideki katyondan fazla olduğunu gösterir.
2
Halojenlerin aktifliklerini (elektron alma eğilimlerini) verilen deneye göre belirleyin.
T2T_2 gazı, Q−Q^- iyonlarını içeren çözeltide kendiliğinden T−T^- iyonlarına indirgenip Q2Q_2 oluşturuyorsa, T2T_2'nin elektron alma (indirgenme) eğilimi Q2Q_2'ninkinden büyüktür (T2>Q2T_2 > Q_2).
Ametallerde aktiflik, elektron alma (yükseltgen olma) eğiliminin bir ölçüsüdür.
3
Yarı soy metallerin asitlerle tepkime verme mekanizmasını inceleyerek yanlış ifadeyi belirleyin.
YY yarı soy metali derişik HNO3\text{HNO}_3 ile tepkimeye girdiğinde NO2\text{NO}_2 gazı açığa çıkar. Bu tepkimede indirgenen tür H+\text{H}^+ iyonları değil, NO3−\text{NO}_3^- iyonlarındaki N5+\text{N}^{5+} atomlarıdır. H+\text{H}^+ iyonlarının yükseltgenme basamağı değişmez.
Yarı soy metaller oksijenli ve kuvvetli asitlerle tepkimeye girdiğinde asit anyonunun yapısındaki ametal indirgenir ve H2H_2 gazı yerine asidin türüne göre NO2\text{NO}_2, NO\text{NO} veya SO2\text{SO}_2 gibi gazlar açığa çıkar.

Anahtar Kavram

Metallerin ve ametallerin aktiflik (yükseltgenme ve indirgenme eğilimleri) karşılaştırılması ve redoks tepkimelerinin kendiliğindenliği.
Soru 68Soru →

Laboratuvarda TT, ZZ, XX ve YY metalleriyle gerçekleştirilen bazı deneylerde a��ağıdaki bulgular elde edilmiştir:

* TT metali, oda sıcaklığındaki saf suya atıldığında suyla şiddetli bir şekilde tepkimeye girerek H2H_2 gazı açığa çıkarmaktadır.
* ZZ metali, oda sıcaklığındaki saf suyla tepkime vermezken, HClHCl sulu çözeltisine daldırıldığında zamanla aşınmakta ve H2H_2 gazı açığa çıkarmaktadır.
* Z2+Z^{2+} iyonlarını içeren sulu çözeltiye daldırılan XX metal çubuğunda herhangi bir kimyasal değişim gözlenmezken; Y2+Y^{2+} iyonlarını içeren sulu çözeltiye daldırılan XX metal çubuğunun yüzeyi zamanla YY katısıyla kaplanmaktadır.
* YY metali, HClHCl çözeltisiyle tepkime vermezken, sıcak ve derişik H2SO4H_2SO_4 çözeltisiyle tepkimeye girerek SO2SO_2 gazı açığa çıkarmaktadır.

Buna göre; TT, ZZ, XX ve YY metallerini yükseltgenme eğilimlerine (metalik aktifliklerine) göre en yüksekten en düşüğe doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Metallerin yükseltgenme eğilimlerine göre en aktiften en pasife doğru sıralaması T, Z, X ve Y şeklindedir.
Doğru sıralama en aktiften en pasife doğru T>Z>X>YT > Z > X > Y şeklindedir. TT suyla tepkimeye girebildiği için en aktiftir. ZZ asitle tepkime vererek H2H_2 çıkarır ancak suyla tepkime vermez, bu yüzden TT'den sonra gelir. XX, Z2+Z^{2+} ile tepkime vermediği için ZZ'den pasiftir, ancak Y2+Y^{2+} ile tepkime verdiği için YY'den aktiftir. YY ise yarı soy metal olup en pasif olanıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Metallerin su ve asitlerle olan tepkimelerini inceleyerek aktifliklerini karşılaştırmak.
TT metali oda sıcaklığındaki suyla tepkime verirken, ZZ yalnızca asitle (HClHCl) tepkime verir. Bu durum TT'nin aktifliğinin ZZ'den büyük olduğunu gösterir (T>ZT > Z).
Metallerin suyla tepkimeye girme kolaylığı aktifliklerinin bir ölçüsüdür; aktifliği çok yüksek olan alkali/toprak alkali metaller soğuk suyla tepkime verebilirken, orta aktiflikteki metaller yalnızca asitlerle tepkime verir.
2
Metal çubuk ve çözelti arasındaki tepkime eğilimlerini analiz etmek.
XX metal çubuğu Z2+Z^{2+} çözeltisinde tepkime vermediği için ZZ, XX'ten aktiftir (Z>XZ > X). XX çubuğu Y2+Y^{2+} çözeltisinde aşınıp tepkime verdiğine göre XX, YY'den aktiftir (X>YX > Y). Bu durumda Z>X>YZ > X > Y ilişkisi bulunur.
Aktif olan metal yükseltgenerek çözünür (aşınır) ve kendisinden daha az aktif olan metal katyonunu indirger. Eğer çubukta aşınma olmuyorsa çözeltideki metal katyonu çubuktaki metalden daha aktiftir.
3
Elde edilen tüm aktiflik ilişkilerini birleştirerek genel sıralamayı belirlemek.
T>ZT > Z, Z>X>YZ > X > Y ilişkileri birleştirildiğinde yükseltgenme eğilimleri sırası T>Z>X>YT > Z > X > Y olarak bulunur.
Farklı deneylerden elde edilen ikili karşılaştırmalar geçişlilik özelliği kullanılarak tek bir genel sıralama halinde birleştirilir.

Anahtar Kavram

Metalik aktiflik (yükseltgenme eğilimi), bir metalin elektron verme isteğidir. Aktifliği daha yüksek olan bir metal, kendisinden daha pasif olan metal katyonlarını indirgeyebilir veya asitlerden H2H_2 gazı açığa çıkarabilir.
Soru 69Soru →

Kükürt elementinin farklı bileşiklerinin birbiriyle reaksiyona girmesi sonucu elementel kükürt elde edilebilmektedir. Bu yönteme dayalı olarak gerçekleşen denkleştirilmemiş redoks tepkimesi aşağıda verilmiştir:

H2S(g)+SO2(g)→S(k)+H2O(s)H_2S(g) + SO_2(g) \rightarrow S(k) + H_2O(s)

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tepkimede H2SH_2S bileşiği indirgen, SO2SO_2 bileşiği ise yükseltgen olarak etki etmiştir.

Cevap

Tepkimede H2SH_2S bileşiği indirgen, SO2SO_2 bileşiği ise yükseltgen olarak etki etmiştir.
Kükürt atomlarının yükseltgenme basamağındaki değişimlere bakıldığında; H2SH_2S bileşiğindeki SS atomu −2-2 yükseltgenme basamağından 00 yükseltgenme basamağına yükseltgendiği için H2SH_2S indirgendir. SO2SO_2 bileşiğindeki SS atomu ise +4+4 yükseltgenme basamağından 00'a indirgendiği için SO2SO_2 yükseltgendir.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimeye giren ve çıkan maddelerdeki kükürt (SS) atomlarının yükseltgenme basamaklarını belirlemek.
H2SH_2S bileşiğinde kükürt atomu −2-2, SO2SO_2 bileşiğinde +4+4 ve ürünlerdeki elementel kükürtte (S(k)S(k)) ise 00 yükseltgenme basamağına sahiptir.
Redoks tepkimesinde hangi elementlerin indirgenip hangilerinin yükseltgendiğini bulmak için her bir elementin yükseltgenme basamağının belirlenmesi gerekir.
2
Kükürt atomlarının elektron alışverişini inceleyerek yükseltgenen ve indirgenen türleri belirlemek.
H2SH_2S bileşiğindeki S2−S^{2-} iyonu elektron vererek S0S^0 katısına yükseltgenmiştir (S2−→S0+2e−S^{2-} \rightarrow S^0 + 2e^-). SO2SO_2 bileşiğindeki S4+S^{4+} iyonu ise elektron alarak S0S^0 katısına indirgenmiştir (S4++4e−→S0S^{4+} + 4e^- \rightarrow S^0).
Elektron veren madde yükseltgenir (yükseltgenen), elektron alan madde ise indirgenir (indirgenen).
3
Yükseltgenen ve indirgenen maddelerin yükseltgen/indirgen özelliklerini tanımlamak.
Elektron vererek yükseltgenen H2SH_2S bileşiği karşı tarafı indirgediği için 'indirgen' (reductant) özellik gösterir. Elektron alarak indirgenen SO2SO_2 bileşiği ise karşı tarafı yükseltgediği için 'yükseltgen' (oxidant) özellik gösterir.
Redoks tepkimelerinde yükseltgenen madde indirgen özellik taşırken, indirgenen madde yükseltgen özellik taşır.

Anahtar Kavram

Redoks tepkimelerinde elektron alışverişi yoluyla yükseltgenme basamağının değişimi, yükseltgenen/indirgenen maddelerin ve yükseltgen/indirgen özelliklerinin belirlenmesi.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 70Soru →

Seri bağlı iki elektroliz kabından birincisinde erimiş FeCl3FeCl_3, ikincisinde ise erimiş CuClnCuCl_n tuzu bulunmaktadır. Bu sistem belirli bir süre elektroliz edildiğinde, birinci kabın katodunda 11,2 gram Fe11,2\text{ gram } Fe katısı toplanırken ikinci kabın katodunda 19,2 gram Cu19,2\text{ gram } Cu katısı toplanmaktadır.

Buna göre, ikinci kaptaki bakır klorür (CuClnCuCl_n) bileşiğindeki nn sayısı kaçtır?
(Fe=56 g/molFe = 56\text{ g/mol}, Cu=64 g/molCu = 64\text{ g/mol})

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2

Cevap

Bakır iyonunun yükü 2'dir.
Seri bağlı kaplarda devreden geçen elektronların mol sayısı eşittir. Birinci kapta Fe3+Fe^{3+} iyonlarının indirgenmesiyle 0,2 mol Fe0,2\text{ mol } Fe toplamak için devreden 0,6 mol e−0,6\text{ mol } e^- geçmelidir. İkinci kapta ise 0,3 mol Cu0,3\text{ mol } Cu toplanmıştır. Cun++ne−→Cu(k)Cu^{n+} + n e^- \rightarrow Cu(k) tepkimesine göre 0,3 mol Cu0,3\text{ mol } Cu elde etmek için gereken elektron mol sayısı 0,3×n=0,60,3 \times n = 0,6 eşitliğinden n=2n = 2 olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Birinci kabın katodunda toplanan demir (FeFe) metalinin mol sayısını hesaplamak.
n(Fe)=0,2 moln(Fe) = 0,2\text{ mol} demir katısı.
Toplanan demir kütlesi (11,2 g11,2\text{ g}) mol kütlesine (56 g/mol56\text{ g/mol}) bölünerek mol sayısı bulunur.
2
Birinci kabın katot yarı tepkimesini kullanarak devreden geçen elektronların mol sayısını hesaplamak.
n(e−)=0,6 moln(e^-) = 0,6\text{ mol} elektron.
Fe3++3e−→Fe(k)Fe^{3+} + 3e^- \rightarrow Fe(k) tepkimesine göre 1 mol Fe1\text{ mol } Fe için 3 mol e−3\text{ mol } e^- gereklidir. Dolayısıyla 0,2 mol Fe0,2\text{ mol } Fe için 0,6 mol e−0,6\text{ mol } e^- geçer.
3
İkinci kabın katodunda toplanan bakır (CuCu) metalinin mol sayısını hesaplamak.
n(Cu)=0,3 moln(Cu) = 0,3\text{ mol} bakır katısı.
Toplanan bakır kütlesi (19,2 g19,2\text{ g}) mol kütlesine (64 g/mol64\text{ g/mol}) bölünerek mol sayısı bulunur.
4
Seri bağlı kaplardan geçen elektrik yükünün eşitliğinden yararlanarak bakır iyonunun yükünü bulmak.
n=2n = 2.
İkinci kaptaki tepkime Cun++ne−→Cu(k)Cu^{n+} + n e^- \rightarrow Cu(k) şeklindedir. Devreden geçen 0,6 mol e−0,6\text{ mol } e^- ile 0,3 mol Cu0,3\text{ mol } Cu toplandığına göre 0,3×n=0,6⇒n=20,3 \times n = 0,6 \Rightarrow n = 2 bulunur.

Anahtar Kavram

Seri bağlı elektroliz kaplarında her bir kaptan geçen elektrik yükü miktarının (elektron mol sayısının) eşit olması ilkesi.
Soru 71Soru →

Bakır (CuCu) metalinin seyreltik nitrik asit (HNO3HNO_3) çözeltisi ile gerçekleştirdiği redoks tepkimesinin denklemi aşağıda verilmiştir:

3Cu(k)+8HNO3(suda)→3Cu(NO3)2(suda)+2NO(g)+4H2O(s)3Cu(k) + 8HNO_3(suda) \rightarrow 3Cu(NO_3)_2(suda) + 2NO(g) + 4H_2O(s)

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tepkimede CuCu metali yükseltgenmiş olup indirgen özellik gösterir.

Cevap

Tepkimede CuCu metalinin yükseltgenmiş olup indirgen özellik gösterdiği ifadesi doğrudur.
Bakır (CuCu) atomu 00 yükseltgenme basamağından +2+2 yükseltgenme basamağına yükseltgenmiştir (Cu→Cu2++2e−Cu \rightarrow Cu^{2+} + 2e^-). Yükseltgenen maddeler indirgen özellik gösterdiğinden, bakır metalinin yükseltgenip indirgen özellik gösterdiği ifadesi doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimeye giren ve çıkan maddelerdeki tüm atomların yükseltgenme basamakları hesaplanır.
Girenlerde elementel CuCu'nun yükseltgenme basamağı 00, HNO3HNO_3'teki azotun (NN) yükseltgenme basamağı +5+5'tir. Ürünlerde ise Cu(NO3)2Cu(NO_3)_2'deki bakırın yükseltgenme basamağı +2+2, nitrat kökündeki azotun yükseltgenme basamağı +5+5, NONO molekülündeki azotun yükseltgenme basamağı ise +2+2'dir.
Hangi atomların değerliklerinin değiştiğini ve elektron alışverişinin yönünü belirlemek için yükseltgenme basamaklarının bulunması gerekir.
2
Yükseltgenme ve indirgenme süreçleri belirlenerek indirgen/yükseltgen maddeler tespit edilir.
CuCu atomu 00'dan +2+2'ye 22 elektron vererek yükseltgenmiştir ve indirgen özellik gösterir. HNO3HNO_3'teki azot atomlarının bir kısmı +5+5'ten +2+2'ye 33 elektron alarak indirgenmiştir ve yükseltgen özellik gösterir.
Maddelerin kimyasal tepkimedeki redoks rollerini belirlemek için yükseltgenme-indirgenme durumları analiz edilir.
3
Seçeneklerdeki ifadelerin doğruluk durumları bu veriler ışığında karşılaştırılarak doğru seçenek belirlenir.
CuCu metalinin yükseltgenip indirgen özellik gösterdiği ifadesinin doğru olduğu, diğer seçeneklerdeki iddiaların ise yanlış olduğu doğrulanır.
Analiz edilen bilgileri seçeneklerle eşleştirip sorunun doğru cevabına ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Redoks tepkimelerinde yükseltgenme basamaklarının belirlenmesi ve indirgen-yükseltgen kavramlarının analizi
Soru 72Soru →

Erimiş krom(III) klorür (CrCl3CrCl_3) tuzu, inert elektrotlar kullanılarak 9,65 amper9,65\text{ amper} lik sabit bir akımla elektroliz edilmektedir. Buna göre, katotta 7,8 gram7,8\text{ gram} krom (CrCr) metali toplandığında elektroliz işlemi kaç saniye sürmüştür?
(Cr=52 g/molCr = 52\text{ g/mol}, 1 Faraday (F)=96500 C/mol e−1\text{ Faraday (F)} = 96500\text{ C/mol } e^-)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 4500

Cevap

Elektroliz işlemi 4500 saniye sürmüştür.
Katotta indirgenme tepkimesi Cr3++3e−→Cr(s)Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr(s) şeklindedir. 7,8 gram7,8\text{ gram} krom 0,15 mol0,15\text{ mol}'dür. Tepkimeye göre 1 mol Cr1\text{ mol } Cr için 3 mol e−3\text{ mol } e^- devreden geçmelidir, bu nedenle 0,15 mol Cr0,15\text{ mol } Cr için 0,45 mol e−0,45\text{ mol } e^- gerekir. Devreden geçen elektrik yükü Q=n(e−)×F=0,45×96500 CQ = n(e^-) \times F = 0,45 \times 96500\text{ C} olur. Q=I×tQ = I \times t formülünden 0,45×96500=9,65×t0,45 \times 96500 = 9,65 \times t eşitliği kurulur. Buradan t=4500 saniyet = 4500\text{ saniye} elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Katotta biriken krom metalinin mol sayısını bulmak
n(Cr)=7,8 g52 g/mol=0,15 moln(Cr) = \frac{7,8\text{ g}}{52\text{ g/mol}} = 0,15\text{ mol}
Faraday yasalarına göre biriken madde miktarını mol cinsinden bulmamız gerekir.
2
Devreden geçen elektronun mol sayısını hesaplamak
Tepkime: Cr3++3e−→Cr(s)Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr(s) şeklindedir. 0,15 mol Cr0,15\text{ mol } Cr birikmesi için devreden 3×0,15=0,45 mol e−3 \times 0,15 = 0,45\text{ mol } e^- geçmelidir.
Cr3+Cr^{3+} iyonlarının indirgenmesi için her 1 mol krom başına 3 mol elektron gerekir.
3
Faraday yasası formülünü uygulayarak elektroliz süresini bulmak
Q=I×t=n(e−)×F⇒9,65 A×t=0,45 mol×96500 C/mol⇒t=4500 saniyeQ = I \times t = n(e^-) \times F \Rightarrow 9,65\text{ A} \times t = 0,45\text{ mol} \times 96500\text{ C/mol} \Rightarrow t = 4500\text{ saniye}
Devreden geçen toplam yük miktarı ile akım ve süre arasındaki ilişkiden faydalanarak süre hesaplanır.

Anahtar Kavram

Faraday'ın elektroliz kanunları ve elektroliz hücrelerindeki katot indirgenme stokiyometrisi.
Soru 73Soru →

Bir kimya laboratuvarında AlAl, NiNi, CuCu ve AgAg metallerinin yükseltgenme eğilimlerini (metalik aktifliklerini) belirlemek amacıyla oda koşullarında gerçekleştirilen deneylerde şu gözlemler kaydedilmiştir:

* NiNi metalinden yapılmış bir spatül, Al(NO3)3Al(NO_3)_3 sulu çözeltisine daldırıldığında spatülde herhangi bir aşınma veya kimyasal değişim meydana gelmemektedir.
* NiNi metal şerit, 1 M HCl1\text{ M } HCl çözeltisine daldırıldığında gaz çıkışı gözlenirken; CuCu metal şerit daldırıldığında herhangi bir tepkime veya gaz çıkışı gözlenmemektedir.
* CuCu metalinden yapılmış bir kapta saklanan AgNO3AgNO_3 sulu çözeltisinin derişimi zamanla azalmakta ve kap çeperlerinde metalik gümüş katısı birikmektedir.

**Buna göre; AlAl, NiNi, CuCu ve AgAg metallerini metalik aktifliklerine (elektron verme eğilimlerine) göre en aktif olandan en pasif olana doğru sıralayınız.**

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Metallerin aktifliklerine göre en aktif olandan en pasif olana doğru sıralaması Al > Ni > Cu > Ag şeklindedir.
Verilen deneylerden alüminyumun nikelden, nikelin bakırdan, bakırın da gümüşten daha aktif olduğu sonucu çıkarılır. Dolayısıyla doğru sıralama alüminyum, nikel, bakır ve gümüş şeklindedir.

Adım Adım Çözüm

1
NiNi spatülün Al(NO3)3Al(NO_3)_3 çözeltisinde aşınmama durumunun analiz edilmesi
AlAl metalinin aktifliği NiNi metalinden daha büyüktür (Al>NiAl > Ni).
Eğer nikel alüminyumdan daha aktif olsaydı, kendiliğinden yükseltgenerek aşınır ve çözeltideki alüminyum iyonlarını indirgerdi.
2
NiNi ve CuCu metallerinin HClHCl asit çözeltisiyle olan tepkimelerinin incelenmesi
NiNi aktif metal (Ni>H2Ni > H_2), CuCu ise yarı soy metaldir (H2>CuH_2 > Cu). Buradan Ni>CuNi > Cu ilişkisi elde edilir.
Aktif metaller asitlerdeki H+H^+ iyonlarını indirgeyerek H2H_2 gazı açığa çıkarabilirken, yarı soy metaller oksijensiz asitlerle tepkime vermezler.
3
CuCu kapta AgNO3AgNO_3 çözeltisinin saklanma durumunun ve gümüş birikiminin değerlendirilmesi
CuCu metalinin aktifliği AgAg metalinden daha büyüktür (Cu>AgCu > Ag).
Kapta aşınma meydana gelmesi ve gümüş katısının birikmesi, bakır atomlarının yükseltgenerek çözeltiye geçtiğini ve gümüş iyonlarını indirgediğini gösterir.
4
Elde edilen bağıntıların birleştirilmesi
Al>Ni>Cu>AgAl > Ni > Cu > Ag
Al>NiAl > Ni, Ni>CuNi > Cu ve Cu>AgCu > Ag bağıntıları birleştirildiğinde metallerin aktiflik sırası en aktiften en pasife doğru elde edilir.

Anahtar Kavram

Metallerin elektron verme eğilimlerinin (aktifliklerinin) deneysel gözlemlere ve redoks tepkimelerinin kendiliğinden gerçekleşme eğilimine göre karşılaştırılması
Soru 74Soru →

Karbon (CC) katısının derişik sülfürik asit (H2SO4H_2SO_4) çözeltisi ile reaksiyonuna ait denkleştirilmemiş tepkime denklemi aşağıda verilmiştir:

C(k)+H2SO4(suda)→CO2(g)+SO2(g)+H2O(s)C(k) + H_2SO_4(suda) \rightarrow CO_2(g) + SO_2(g) + H_2O(s)

Bu tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde, tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tepkimede H2SO4H_2SO_4 yükseltgen özellik gösterirken, CC katısı indirgendir.

Cevap

Tepkimede H2SO4H_2SO_4 yükseltgen özellik gösterirken, CC katısı indirgendir.
Tepkimede CC atomu 00 yükseltgenme basamağından +4+4'e yükseltgenmiştir. Yükseltgenen madde indirgen özellik gösterir. H2SO4H_2SO_4 bileşiğindeki SS atomu ise +6+6 yükseltgenme basamağından +4+4'e indirgenmiştir. İndirgenen madde yükseltgen özellik gösterir. Dolayısıyla, sülfürik asit yükseltgen, karbon ise indirgendir.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimeye giren ve çıkan maddelerin yükseltgenme basamakları belirlenir.
Girenlerdeki CC elementel halde olduğundan yükseltgenme basamağı 00'dır. Ürünlerdeki CO2CO_2 bileşiğinde OO atomu −2-2 ve CC atomu +4+4'tür. Girenlerdeki H2SO4H_2SO_4 bileşiğinde HH atomu +1+1, OO atomu −2-2 ve SS atomu +6+6'dır. Ürünlerdeki SO2SO_2 bileşiğinde OO atomu −2-2 ve SS atomu +4+4'tür.
Yarı tepkimeleri yazabilmek ve elektron alışverişini görebilmek için her bir elementin yükseltgenme basamağını doğru belirlemek gerekir.
2
Alınan ve verilen elektron sayıları bulunarak yarı tepkimeler yazılır.
Yükseltgenme yarı tepkimesi: C0→C+4+4e−C^0 \rightarrow C^{+4} + 4e^- (4 elektron verilmiştir).
İndirgenme yarı tepkimesi: S+6+2e−→S+4S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4} (2 elektron alınmıştır).
Redoks tepkimelerinde alınan ve verilen elektron sayılarını eşitlemek için bu yarı tepkimeler kullanılır.
3
Alınan ve verilen elektron sayıları eşitlenir.
İndirgenme yarı tepkimesi 22 ile çarpılarak elektron sayıları 44'te eşitlenir. Tepkime denkleştirildiğinde: C(k)+2H2SO4(suda)→CO2(g)+2SO2(g)+2H2O(s)C(k) + 2H_2SO_4(suda) \rightarrow CO_2(g) + 2SO_2(g) + 2H_2O(s) elde edilir.
Kütlenin ve yükün korunumu yasaları gereği reaksiyondaki elektron alışverişi denk olmalıdır.
4
Yükseltgenen/indirgenen maddeler ile yükseltgen/indirgen özellik gösteren maddeler tanımlanır.
CC katısı elektron vererek yükseltgendiği için indirgen özellik gösterir. H2SO4H_2SO_4 bileşiğindeki SS atomu elektron alarak indirgendiği için H2SO4H_2SO_4 yükseltgen özellik gösterir.
Yükseltgenen madde indirgendir, indirgenen madde ise yükseltgendir.

Anahtar Kavram

Redoks tepkimelerinde elektron veren madde yükseltgenir ve indirgen özellik taşır; elektron alan madde ise indirgenir ve yükseltgen özellik taşır.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 75Soru →

Oda koşullarında gerçekleştirilen üç farklı deney düzeneği aşağıda verilmiştir:

[Görsel]

Bu deneylerde aşağıdaki gözlemler yapılmaktadır:
* I. kapta XX metal çubuğunun aşındığı ve gaz çıkışı olduğu belirleniyor.
* II. kapta XX metal çubuğunun aşındığı ve üzerinde metalik ZZ katısının birikti��i gözleniyor.
* III. kapta herhangi bir kimyasal değişim gerçekleşmiyor.

Ayrıca ZZ metalinin oda koşullarında HCl\text{HCl} sulu çözeltisi ile tepkime vermediği, ancak derişik HNO3\text{HNO}_3 çözeltisi ile tepkimeye girerek NO2\text{NO}_2 gazı açığa çıkardığı bilinmektedir.

Buna göre; X,Y,ZX, Y, Z metalleri ve H2\text{H}_2 elementi ile ilgili,

I. Metallerin aktiflik (elektron verme eğilimi) sırası X>H2>Z>YX > \text{H}_2 > Z > Y şeklindedir.
II. ZZ metalinin standart indirgenme potansiyeli, XX metalininkinden büyüktür.
III. YY metalinden yapılmış bir kapta, Z(NO3)2Z(NO_3)_2 sulu çözeltisi saklanamaz.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

I ve II nolu öncüller doğrudur.
Doğru seçenekte belirtilen yargılar, metallerin deneysel verilere göre doğru sıralanmış aktifliklerini ve buna bağlı fiziksel/kimyasal özellikleri yansıtmaktadır. Birinci öncülde belirtilen aktiflik sırası (X>H2>Z>YX > \text{H}_2 > Z > Y) deneysel gözlemlerle tam uyumludur. İkinci öncüldeki gibi aktifliği daha az olan metalin indirgenme eğilimi daha yüksek olacağından indirgenme potansiyeli de daha büyüktür.

Adım Adım Çözüm

1
Kaplardaki gözlemlerden yararlanarak metallerin aktifliklerini karşılaştırın.
I. kapta XX metali HCl\text{HCl} çözeltisinde aş��ndığına göre X>H2X > \text{H}_2 ilişkisi vardır. II. kapta XX metali Z2+Z^{2+} iyonlarını indirgediğine göre X>ZX > Z ilişkisi vardır. III. kapta tepkime olmadığına göre YY metali Z2+Z^{2+} iyonlarını indirgeyemez, yani Z>YZ > Y ilişkisi vardır.
Bir metalin başka bir katyonu veya hidrojeni indirgeyebilmesi için aktifliğinin (elektron verme eğiliminin) o katyondan veya hidrojenden fazla olması gerekir.
2
ZZ metalinin asitlerle olan tepkimelerini inceleyerek hidrojene göre aktifliğini belirleyin.
ZZ metali HCl\text{HCl} ile tepkime vermediği halde derişik HNO3\text{HNO}_3 ile tepkime verdiğinden yarı soy metaldir. Bu nedenle H2>Z\text{H}_2 > Z ilişkisi yazılır.
Yarı soy metaller (Cu,Ag,Hg\text{Cu}, \text{Ag}, \text{Hg}) hidrojenden daha az aktiftir, bu yüzden aktif asitlerden (örneğin HCl\text{HCl}) hidrojen gazı açığa çıkaramazlar; ancak yükseltgen asitlerle (HNO3\text{HNO}_3, H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4) tepkimeye girerler.
3
Elde edilen tüm ilişkileri birleştirerek genel aktiflik sırasını oluşturun.
Tüm veriler birleştirildiğinde elektron verme eğilimleri (metalik aktiflik) sırası X>H2>Z>YX > \text{H}_2 > Z > Y olarak bulunur. Birinci öncül doğrudur.
X>H2X > \text{H}_2 ve H2>Z>Y\text{H}_2 > Z > Y ilişkileri bir araya getirilerek genel aktiflik sırası elde edilir.
4
Aktiflik sırasını kullanarak metallerin standart indirgenme potansiyellerini karşılaştırın.
Elektron verme eğilimi (yükseltgenme potansiyeli) fazla olan metalin indirgenme potansiyeli düşüktür. Aktiflik sırası X>ZX > Z olduğundan, standart indirgenme potansiyelleri arasındaki ilişki Ered∘(Z)>Ered∘(X)E^\circ_{\text{red}}(Z) > E^\circ_{\text{red}}(X) şeklindedir. İkinci öncül doğrudur.
Yükseltgenme potansiyeli ile indirgenme potansiyeli birbirinin ters işaretlisidir; dolayısıyla aktifliği yüksek olanın indirgenme potansiyeli daha düşüktür.
5
YY metal kabında Z(NO3)2Z(NO_3)_2 çözeltisinin saklanabilirliğini değerlendirin.
Aktiflik sırasına göre Z>YZ > Y olduğundan, YY kabı ile çözeltideki Z2+Z^{2+} iyonları arasında kendiliğinden bir redoks tepkimesi gerçekleşmez. Bu nedenle çözelti YY kabında saklanabilir. Üçüncü öncül yanlıştır.
Bir kabın aşınmaması ve çözeltinin saklanabilmesi için kabı oluşturan metalin aktifliğinin, çözeltideki metal katyonunun aktifliğinden daha düşük olması gerekir.

Anahtar Kavram

Metalik aktiflik (elektron verme eğilimi), metallerin asitlerle ve diğer metal katyonlarıyla olan kendiliğinden (istemsiz/istemli) tepkime verme eğilimlerini ve bunun standart pil/indirgenme potansiyelleriyle olan ilişkisini belirler.
Soru 76Soru →

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})

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I, 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
Soru 77Soru →

Bakır(II) oksit (CuOCuO) katısının amonyak (NH3NH_3) gazı ile tepkimesi sonucu bakır (CuCu) katısı, azot (N2N_2) gazı ve su buharı (H2OH_2O) oluşmaktadır.

Tepkimeye ait denkleştirilmemiş denklem aşağıda verilmiştir:
CuO(k)+NH3(g)→Cu(k)+N2(g)+H2O(g)CuO(k) + NH_3(g) \rightarrow Cu(k) + N_2(g) + H_2O(g)

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili;

I. CuOCuO bileşiğindeki bakır (CuCu) atomları indirgenmiştir.
II. NH3NH_3 bileşiği yükseltgen özellik gösterir.
III. En küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde H2OH_2O molekülünün katsayısı 3 olur.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve III

Cevap

Bakır atomlarının indirgendiğini belirten birinci öncül ile tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde suyun katsayısının 3 olduğunu belirten üçüncü öncül doğrudur.
Bakır(II) oksit (CuOCuO) bileşiğindeki bakır (CuCu) atomlarının yükseltgenme basamağı +2+2'den 00'a düşmüştür. Elektron alan bakır atomları indirgenmiştir, bu sebeple birinci öncül doğrudur. Amonyak (NH3NH_3) bileşiğindeki azot (NN) atomunun yükseltgenme basamağı ise −3-3'ten 00'a yükselmiştir. Elektron veren azot atomları yükseltgenmiştir. Yükseltgenen maddeler indirgen özellik gösterdiğinden ikinci öncül yanlıştır. Tepkime alınan-verilen elektron sayıları eşitlenecek şekilde en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde bakır içeren maddelerin katsayısı 3, amonyağın katsayısı 2 ve suyun katsayısı 3 olur. Bu nedenle üçüncü öncül de doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimedeki elementlerin yükseltgenme basamaklarını belirleyin.
Girenlerdeki CuO bileşiğinde Cu: +2, O: -2; NH3 bileşiğinde N: -3, H: +1'dir. Ürünlerdeki elementel halde bulunan Cu ve N2 elementlerinin yükseltgenme basamakları 0'dır. H2O bileşiğinde H: +1, O: -2'dir.
Hangi atomların yükseltgenme basamağının değiştiğini bularak yükseltgenen ve indirgenen türleri belirlemek gerekir.
2
İndirgenen ve yükseltgenen maddeleri belirleyerek yükseltgen/indirgen rollerini analiz edin.
Cu atomları +2'den 0'a 2 elektron alarak indirgenmiştir. N atomları -3'ten 0'a elektron vererek yükseltgenmiştir. Yükseltgenen NH3 bileşiği indirgen özellik gösterir, yükseltgen özellik göstermez.
Seçeneklerde yer alan indirgenme ve yükseltgen/indirgen özellik iddialarını doğrulamak için elektron transferi incelenir.
3
Alınan ve verilen elektron sayılarını eşitleyerek tepkimeyi en küçük tam sayılarla denkleştirin.
İndirgenme yarı tepkimesi: Cu^{2+} + 2e^- -> Cu. Yükseltgenme yarı tepkimesi: 2N^{3-} -> N2 + 6e^-. Alınan ve verilen elektron sayılarını 6'da eşitlemek için bakır içeren maddelerin katsayısı 3 ile çarpılır. Net denkleştirilmiş tepkime: 3CuO + 2NH3 -> 3Cu + N2 + 3H2O şeklindedir.
Suyun katsayısını doğru belirlemek için tepkimenin en küçük tam sayılarla denk olması gerekir.

Anahtar Kavram

Redoks tepkimelerinde yükseltgenme basamaklarının bulunması, indirgenen ve yükseltgenen maddelerin tespiti, yükseltgen/indirgen kavramlarının ayırt edilmesi ve tepkimenin elektron denkliği ile denkleştirilmesi.
Soru 78Soru →

Demir ve çelik gibi günlük hayatta sıkça kullanılan metaller nemli hava ve oksijenle temas ettiklerinde zamanla korozyona uğrayarak kimyasal ve fiziksel özelliklerini kaybederler. Endüstride metallerin korozyondan korunması amacıyla farklı yöntemler kullanılmaktadır.

Buna göre, sol sütunda verilen korozyondan korunma yöntemlerini, sağ sütunda verilen bu yöntemlerin temel ��alışma mekanizmaları ile doğru şekilde eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Öğeler

Kurban Anot Kullanımı (Katodik Koruma)
Galvanizleme
Alaşım Oluşturma
Boya ile Kaplama

Eşleşmeler

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Eşleştirmede; Kurban Anot Kullanımı, korunacak metalden daha aktif bir metalin sisteme bağlanmasıyla; Galvanizleme, metalin sıvı çinko banyosuna daldırılmasıyla; Alaşım Oluşturma, yapıya krom veya nikel eklenmesiyle; Boya ile Kaplama ise metalin nem ve oksijenle temasının fiziksel olarak engellenmesiyle eşleşir.
Kurban anot koruması, galvanizleme, alaşım oluşturma ve korozyona dayanıklı boya ile kaplama yöntemlerinin her biri, metalleri korozyondan korumak için farklı kimyasal ve fiziksel mekanizmalar kullanır. Bu eşleştirmeler, yöntemlerin temel elektrokimyasal ve fiziksel sınırlarını doğru şekilde tanımlar.

Adım Adım Çözüm

1
Kurban anot yönteminin çalışma prensibini analiz etmek.
Kurban anot yönteminde, korunan metal yerine yükseltgenme potansiyeli daha yüksek (aktif) olan bir metal (kurban anot) bağlanır ve bu metal yükseltgenerek korozyona uğrar.
Yükseltgenme potansiyeli daha yüksek olan metalin anot olarak davranıp aşınmasını sağlamak için.
2
Galvanizleme yönteminin çalışma prensibini belirlemek.
Galvanizlemede korunacak metal (örneğin demir) erimiş çinko banyosuna daldırılarak yüzeyinde koruyucu bir çinko katmanı oluşturulur.
Çinko tabakasının hem fiziksel engel oluşturması hem de çinkonun demire göre daha aktif olması sayesinde demiri korozyondan korumak için.
3
Alaşım oluşturma yönteminin çalışma prensibini incelemek.
Alaşım oluşturma yönteminde, metalin içine belirli oranlarda krom, nikel gibi elementler eklenerek paslanmaz çelik gibi dayanıklı metal karışımları oluşturulur.
Metalin iç yapısını değiştirerek homojen bir karışımla korozyon direncini artırmak için.
4
Boya ile kaplama yöntemini incelemek.
Boya veya polimerik kaplama yönteminde, metal yüzeyi hava (oksijen) ve nem (su) ile temas etmeyecek şekilde fiziksel olarak yalıtılır.
Korozyonun gerçekleşmesi için gerekli olan oksijen ve nemin metal yüzeyine ulaşmasını engellemek için.

Anahtar Kavram

Metallerin korozyondan korunması amacıyla uygulanan yöntemlerin (kurban anot, galvanizleme, alaşım oluşturma ve boyama) çalışma prensipleri ve elektrokimyasal temelleri.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 79Soru →

Laboratuvarda gerçekleştirilen bir deneyde, katı fosfor (PP) elementinin derişik nitrik asit (HNO3HNO_3) çözeltisi ile reaksiyona girmesi sonucu fosforik asit (H3PO4H_3PO_4) ve azot monoksit (NONO) gazı elde edilmektedir. Bu reaksiyona ait denkleştirilmemiş tepkime denklemi aşağıda verilmiştir:

P(k)+HNO3(suda)+H2O(s)→H3PO4(suda)+NO(g)P(k) + HNO_3(suda) + H_2O(s) \rightarrow H_3PO_4(suda) + NO(g)

Buna göre, en küçük tam sayılarla denkleştirilmiş bu tepkime ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: HNO3HNO_3 bileşiği yükseltgen özellik gösterir.

Cevap

Nitrik asit bileşiği yükseltgen ��zellik gösterir.
Tepkimede nitrik asitteki (HNO3HNO_3) azot atomunun yükseltgenme basamağı +5+5'ten +2+2'ye düşmüştür, yani indirgenmiştir. Elektron alarak indirgenen bu madde, karşı tarafı yükseltgediği için yükseltgen özellik gösterir.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimede yer alan elementlerin yükseltgenme basamakları belirlenir.
Girenlerdeki serbest haldeki fosfor atomunun yükseltgenme basamağı 00 iken, HNO3HNO_3 bileşiğindeki azot atomunun yükseltgenme basamağı +5+5 olarak bulunur. Ürünlerdeki H3PO4H_3PO_4 bileşiğinde fosfor atomunun yükseltgenme basamağı +5+5, NONO bileşiğindeki azot atomunun yükseltgenme basamağı ise +2+2 olarak hesaplanır.
Redoks tepkimesini denkleştirmek ve hangi maddelerin yükseltgenip indirgendi��ini bulabilmek için yükseltgenme basamaklarının bilinmesi gerekir.
2
Yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimeleri yazılır.
Yükseltgenme yarı tepkimesi: P0→P+5+5e−P^0 \rightarrow P^{+5} + 5e^- (Fosfor atomu elektron vermiştir, yani yükseltgenmiştir). İndirgenme yarı tepkimesi: N+5+3e−→N+2N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2} (Azot atomu elektron almıştır, yani indirgenmiştir).
Alınan ve verilen elektron sayıları arasındaki ilişkiyi kurarak tepkimeyi denkleştirmek amacıyla yarı tepkimeler yazılır.
3
Alınan ve verilen elektron sayıları eşitlenir.
Yükseltgenme yarı tepkimesi 33 ile, indirgenme yarı tepkimesi 55 ile çarpılarak alınan ve verilen elektron sayıları 1515 elektron üzerinden eşitlenir. Buradan katsayılar 3P3P ve 5HNO35HNO_3 ile 3H3PO43H_3PO_4 ve 5NO5NO şeklinde bulunur.
Redoks tepkimelerinde alınan elektron sayısı verilen elektron sayısına eşit olmak zorundadır.
4
Hidrojen ve oksijen sayıları kontrol edilerek suyun katsayısı belirlenir.
Ürünler tarafında 3×3=93 \times 3 = 9 hidrojen atomu bulunur. Girenler tarafında 55 hidrojen atomu HNO3HNO_3'ten geldiği için kalan 44 hidrojen atomunu karşılamak üzere H2OH_2O bileşiğinin katsayısı 22 olmalıdır. Oksijen sayıları kontrol edildiğinde de girenlerde 5×3+2=175 \times 3 + 2 = 17 oksijen, ürünlerde 3×4+5=173 \times 4 + 5 = 17 oksijen olduğu görülür ve tepkime tam olarak denkleşir.
Kütlenin korunumu kanunu gereğince tepkimenin her iki tarafındaki atom sayılarının eşit olması gerekir.
5
Tepkimeye giren maddelerin yükseltgen ve indirgen özellikleri değerlendirilir.
Fosfor (PP) elektron verip yükseltgendiği için indirgendir. Nitrik asitteki (HNO3HNO_3) azot atomu elektron alıp indirgendiği için nitrik asit yükseltgen özellik gösterir.
Seçeneklerdeki ifadelerin doğruluğunu test etmek için maddelerin redoks özelliklerinin analiz edilmesi gerekir.

Anahtar Kavram

Bir redoks tepkimesinde elektron veren (yükseltgenen) madde indirgen özellik gösterirken, elektron alan (indirgenen) madde yükseltgen özellik gösterir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 80Soru →

Standart koşullarda (25∘C25^\circ\text{C} ve 1 atm1\text{ atm}) hazırlanan bir galvanik hücreye ait şema aşağıda verilmiştir.

Bu pil sistemi çalışırken yarı tepkimelerin standart indirgenme potansiyelleri şu şekildedir:

Al3+(suda)+3e−→Al(k)E∘=−1,66 VAl^{3+}\text{(suda)} + 3e^- \rightarrow Al\text{(k)} \quad E^\circ = -1,66\text{ V}
Fe2+(suda)+2e−→Fe(k)E∘=−0,44 VFe^{2+}\text{(suda)} + 2e^- \rightarrow Fe\text{(k)} \quad E^\circ = -0,44\text{ V}
Fe3+(suda)+e−→Fe2+(suda)E∘=+0,77 VFe^{3+}\text{(suda)} + e^- \rightarrow Fe^{2+}\text{(suda)} \quad E^\circ = +0,77\text{ V}

Buna göre, bu galvanik hücre ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Standart pil potansiyeli (Epil∘E^\circ_{\text{pil}}) 2,43 V2,43\text{ V}'tur ve zamanla PtPt elektrodunun kütlesi değişmez.

Cevap

Standart pil potansiyeli (Epil∘E^\circ_{\text{pil}}) 2,43 V2,43\text{ V}'tur ve zamanla PtPt elektrodunun kütlesi değişmez.
Alüminyum elektrot anot, platin elektrot katottur. Katotta indirgenme eğilimi daha fazla olan demir(III) iyonları demir(II) iyonlarına indirgenir. Suda çözünmüş halde kalan bu iyonlar platin elektrot üzerinde katı birikmesine yol açmaz, bu nedenle platin elektrodun kütlesi değişmez. Pil potansiyeli ise anot ve katot yarı tepkimelerinin standart potansiyellerinin toplamı olan 2,43 V2,43\text{ V} değerine eşittir.

Adım Adım Çözüm

1
Anot ve katot yarı hücrelerinin belirlenmesi.
Alüminyumun yükseltgenme potansiyeli (+1,66 V+1,66\text{ V}), demir yarı tepkimelerinin yükseltgenme potansiyellerinden daha yüksek olduğundan alüminyum elektrot anot olarak davranır. Dolayısıyla platin elektrot katottur.
Yükseltgenme eğilimi daha fazla olan elektrot anot, indirgenme eğilimi daha fazla olan elektrot ise katot olarak belirlenir.
2
Katot yarı hücresinde gerçekleşecek öncelikli indirgenme tepkimesinin belirlenmesi.
Fe3+(suda)+e−→Fe2+(suda)E∘=+0,77 VFe^{3+}\text{(suda)} + e^- \rightarrow Fe^{2+}\text{(suda)} \quad E^\circ = +0,77\text{ V} tepkimesi gerçekleşir.
Katot kabında bulunan katyonlar arasında indirgenme potansiyeli en büyük olan (+0,77 V>−0,44 V+0,77\text{ V} > -0,44\text{ V}) tür öncelikle indirgenir.
3
Standart pil potansiyelinin (Epil∘E^\circ_{\text{pil}}) hesaplanması.
Epil∘=Eyu¨kseltgenme∘(Al)+Eindirgenme∘(Fe3+/Fe2+)=1,66 V+0,77 V=2,43 VE^\circ_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{yükseltgenme}} (Al) + E^\circ_{\text{indirgenme}} (Fe^{3+}/Fe^{2+}) = 1,66\text{ V} + 0,77\text{ V} = 2,43\text{ V}
Standart pil potansiyeli, anot yükseltgenme potansiyeli ile katot indirgenme potansiyelinin toplamına eşittir.
4
Katot elektrot kütlesindeki değişimin ve iyon hareketlerinin analizi.
Platin elektrodun kütlesi değişmez, tuz köprüsündeki katyonlar katot bölmesine (2. yarı hücre), anyonlar ise anot bölmesine (1. yarı hücre) hareket eder.
Katotta indirgenen demir(III) iyonları suda çözünmüş halde bulunan demir(II) iyonlarına dönüşür, herhangi bir katı birikmesi olmaz. Yük denkliği için anyonlar anoda, katyonlar katoda göç eder.

Anahtar Kavram

Galvanik hücrelerde anot ve katot tayini, indirgenme potansiyeline göre katot tepkimesinin belirlenmesi, pil potansiyeli hesabı ve inert elektrotların kütle değişimi üzerindeki etkisi.
ÖncekiSayfa 4 / 6Sonraki
Kimya ve Elektrik Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) — Sayfa 4 | Examkin