KIMYA ve ELEKTRIK – 1

Redoks Tepkimelerinde İstemlilik ve Elektrik Akımı

İndirgenme – Yükseltgenme

Kimyasal enerjinin elektrik enerjisine veya elektrik enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşümünü inceleyen kimya alt dalına elektrokimya denir.

Sodyum metalinin su ile tepkimesi:

Nötr Redoks Tepkimelerinin Denkleştirilmesi

Yarı-Reaksiyon Yöntemi

  • Tepkimedeki her bir element atomunun yükseltgenme basamağı belirlenir.
  • Verilen tepkimede yükseltgenme basamağı değişen elementler ile indirgenme ve yükseltgenme yarı tepkimeleri yazılır
  • Yarı tepkimeler, elektron sayılarını eşitlemek amacı ile uygun katsayılarla çarpılır ve taraf tarafa toplanır
  • Bulunan katsayılar toplam tepkime denklemi üzerine aktarılır. Redoksa katılmayan atomların denkliği ayrıca sayılarak yapılır.

ÖRNEK:

İyonik Redoks Tepkimelerinin Denkleştirilmesi

Asidik Redoks Tepkimelerinin Denkleştirilmesi

  • Tepkimedeki her bir element atomunun yükseltgenme basamağı belirlenir.
  • Tepkime, yükseltgenen ve indirgenen elementleri içeren türlerin tamamı alınarak iki yarı reaksiyona ayrılır. Bu yarı reaksiyonlardaki hidrojen ve oksijen dışındaki elementlerin atom sayıları eşitlenir. Alınan ve verilen elektron sayıları yarı reaksiyonlarda gösterilir.
  • Yarı reaksiyonlar elektron sayıları eşitlenecek şekilde uygun katsayılarla çarpılır.
  • Yarı reaksiyonlarda oksijen atomunun eksik olduğu tarafa eksik olan oksijen atomu sayısı kadar H2O, hidrojen atomunun eksik olduğu tarafa ise eksik olan
    hidrojen atomu sayısı kadar H+ eklenir. Yarı reaksiyonlar taraf tarafa toplanarak sadeleştirmeler yapıldığında atom sayıları ve yük denkliği sağlanmış tepkime
    elde edilir.

ÖRNEK:

Bazik Redoks Tepkimelerinin Denkleştirilmesi

  • Denkliğin her iki tarafına tepkimede bulunan H+ iyonu sayısı kadar OH– iyonu eklenir.
  • H+ ve OH– iyonları denkliğin aynı tarafında ise H2O olarak birleştirilir.
  • Gerekli sadeleştirmeler yapıldığında elde edilen tepkime bazik ortamda gerçekleşen denkleşmiş tepkimedir.

ÖRNEK:

Elektrotlar ve Elektrokimyasal Hücreler

İndirgenme veya yükseltgenme olaylarının gerçekleşebilmesi için çözelti içine batırılan bir metal tel, kafes veya levha elektrot adını alır. Bir elektrot ile içine batırıldığı çözeltinin oluşturduğu sisteme yarı hücre denir. Yarı hücrelerden oluşan, istemli veya istemsiz redoks tepkimelerinin oluştuğu sistemlere ise elektrokimyasal hücre denir. Elektrokimyasal hücre istemli kimyasal tepkimenin elektrik akımını ürettiği (pil) ya da istemsiz bir tepkimeyi oluşturmak için
elektrik akınının kullanıldığı (elektroliz) bir sistemdir. Yarı hücrelerin metalik iletken ve tuz köprüsü ile birleşmesinden oluşan, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine
çeviren sisteme galvanik hücre (pil) denir.

Anotta yükseltgenme, katotta indirgenme olur. Yükseltgenme potansiyeli yüksek olan yükseltgenir

Anotta; metal elektrodun kütlesi aşınmadan dolayı azalırken, çözeltideki katyon derişimleri artar. Çözelti (+) yüklenir, buna tuz köprüsü (-) yüklü iyonlar göndererek engeller. Anotta elektronların akımı dış devrede anottan katota doğrudur.

Katotta; çözeltideki katyon derişimi azalır. Çözelti (-) yüklenir. Tuz köprüsü (+) yüklü iyon göndererek bunu engeller.  Açığa çıkan madde katı ise elektrod kütlesi artar.Gaz ise hücreyi terk eder.

Elektrik enerjisi verilerek istemsiz tepkimelerin gerçekleştirildiği elektrokimyasal hücrelere elektrolitik hücre denir.

Elektrolitik hücrelerde indirgenme-yükseltgenme  tepkimeleri kendiliğinden gerçekleşmez. İstemsizdir. Elektrik enerjisi kesildiğinde reaksiyon durur

Standart Pil Gerilimi

Standart koşullarda pil gerilimi ile gösterilir.

Pil gerilimi, elektronların ya da pilin büyüklüğüne bağlı değildir. Pil büyüklüğü akım süresini değiştirir. Büyük piller daha uzun süre dayanır. Elektrodların yükseltgenme potansiyelleri standart hidrojen elektrodu (25 derecede1M H+ ve 1 atm H2 gazı basıncı) esas alınarak hesaplanmıştır.

Bazı elektrodların standart gerilimleri

değeri tepkimenin yazıldığı yönün işaretini taşır. Tepkime ters çevrildiğinde işareti değişir. Standart indirgenme potansiyeli küçüldükçe metalin aktiiği artar.

Leave your vote

Comments

0 comments