KİMYA ve ELEKTRİK – 2

Redoks Tepkimelerinde İstemlilik ve Elektrik Akımı

Elektrolitik ve galvanik hücrelerin her ikisinde de indirgenmenin olduğu elektrot katot, yükseltgenmenin olduğu elektrot anottur. Bir redoks tepkimesi kendiliğinden oluşuyorsa galvanik hücredir, anotta yükseltgenme, katotta indirgenme oluşmuştur. Bir redoks tepkimesi istemsiz ve elektrik enerjisi verilerek gerçekleştiriliyorsa aynı şekilde anotta yükseltgenme, katotta indirgenme oluşur. Ancak elektrotları negatif veya pozitif olarak sınıandırırsak negatif uç galvanik
hücrede anot, elektrolitik hücrede ise katottur. Pozitif uç galvanik hücrede katot, elektrolitik hücrede ise anottur. İster galvanik hücre ister elektrolitik hücre olsun elektronların akış yönü anottan katota doğrudur.

Elektrot Potansiyelini Etkileyen Faktörler

  1. Çözelti derişimleri
  2. Sıcaklık
  3.  Gaz elektrotlarda basınç

Bütün pil tepkimeleri ekzotermiktir. Dolayısıyla sıcaklık arttıkça elektrot potansiyeli azalır. Hidrojen yarı pilinde H2 gazı basıncı azaltılırsa hücre potansiyeli artar, gaz basıncı artırılırsa hücre potansiyeli azalır. Ayrıca hücre potansiyelinin standart şartlarda hesaplanan değeri pil çalışmaya başladığı andaki değeridir. Pilin çalışması devam ettikçe hücre potansiyeli sürekli azalır. Yarı hücre reaksiyonunda ürünlerin derişimi azalırsa hücre potansiyeli artar, ürünlerin derişimi artarsa hücre potansiyeli azalır. (Le Chatelier prensibi)

Derişim Pilleri

Derişimi fazla olan taraftaki Cu2+ iyonları indirgenerek Cu metalini (katot), derişimi az olan tarafta ise Cu metali yükseltgenerek Cu2+ iyonlarını (anot) oluşturur.

Derişim pilleri çalıştıkça anot ve katottaki çözelti derişimleri arasındaki fark kapandığından hücre potansiyeli azalır. Çözelti derişimleri eşitlendiğinde hücre
potansiyeli sıfır olur ve pil çalışmaz.

Nernst Eşitliği

Bir redoks reaksiyonun 25 °C sıcaklığında, farklı derişimlerdeki hücre potansiyeli ile aynı reaksiyonun standart hücre elektrot potansiyeli  arasındaki bağıntıyı verir.

m ve n değerleri eşit tepkimeler için düzenlenen Nernst denkleminde ürünler yerine seyreltik çözelti, girenler yerine derişik çözelti derişimi yazılır.

ELEKTROLİZ

Elektroliz, kendiliğinden oluşmayan redoks tepkimelerinin elektrik enerjisi kullanılarak oluşturulmasıdır. Elektrik akımı kullanılarak bir tepkimeyi olmayan yönde yürütme işlemidir. elektrolitik hücrede oluşan toplam tepkime galvanik hücrede oluşan toplam tepkimenin tersidir. Ehücre değeri negatiftir Bu elektrolitik hücrede çinko elektrodun kütlesinde artış, bakır elektrodun kütlesinde ise azalma olur. Dış devrede 1,100 V değerinden daha büyük akım yardımı ile elektronların akış
yönü tersine çevrilip anot ve katotta zorlama ile yükseltgenme ve indirgenme tepkimeleri gerçekleştirilmiştir.. Sodyum klorür sulu çözeltisinin soy elektrotlarla elektrolizinde iki indirgenme yarı tepkimesi ve iki yükseltgenme yarı tepkimesi olasıdır. Elektrolitik hücrelerde standart indirgenme elektrot gerilimi büyük
olan iyon öncelikle indirgenirken standart yükseltgenme elektrot gerilimi büyük olan iyon öncelikle yükseltgenir.

Faraday’ın Elektroliz Kanunları

Faraday’ın I. Elektroliz Kanunu

Elektrik akımı bir elektrolit içinden geçirildiğinde serbest hâle geçen veya çözünen madde miktarı, elektrolitten geçen elektrik yükü miktarı ile doğru orantılıdır.

Faraday’ın I. elektroliz kanununa göre devreden geçen yük miktarı ne kadar fazla ise elektrotlarda açığa çıkan madde miktarı da o kadar fazladır.

Faraday’ın II. Elektroliz Kanunu

Faraday’ın II. elektroliz kanununda yük-kütle ilişkisi farklı elementlerin veya aynı elementin farklı yükseltgenme basamağındaki iyonları için kurulmuştur.

Leave your vote

Comments

0 comments