KİMYA #KonuÖzetliFasikülSoruKitabı

1

. Fasikül

KİMYA VE ELEKTRİK Bu fasiküldeki konuların öğrenim süreci Önerilen Ders Saati*

Sayfa No

İndirgenme - Yükseltgenme Tepkimeleri (Redoks)

4

2-3

Redoks Tepkimeleri

4

4-6

Galvanik Hücreler

6

7-10

Aktiflik

4

11-13

Standart Olmayan Koşullarda Pil Gerilimi

4

14-17

Elektrolitik Hücreler (Elektroliz)

6

18-21

Korozyon

2

22-23

Konular

Tekrar Testi

24-25

Fasikül Bitirme Testleri

26-31

Cevap Anahtarı

32

*Bu saatler, her yönüyle bir öneri niteliğindedir. Kurumunuzun imkân ve istekleri doğrultusunda değişiklikler yapılabilir.

Yazar: İSMAİL GÜRDAL

Ad Soyad: Sınıf - No:

İndirgenme - Yükseltgenme Tepkimeleri (Redoks)

Konu Öğrenimi

Çözüm için 21900

❉ İndirgenme ve yükseltgenme yarı tepkimelerinin toplamından oluşan tepkimelere redoks tepkimeleri denir.

X

yükseltgenme indirgenme

n+

X

Örnek Soru 1 Aşağıdaki bileşiklerde altı çizili elementlerin yükseltgenme basamaklarını bulunuz.

–

+ n. e –

❉ Bir atom ya da iyonun e vermesiyle gerçekleşen olaya yükseltgenme denir.

–

a) CaO

b) MnO4

c) KH

d) K2O2

e) HNO2

f) H2PO4

❉ Elektron veren tanecik (atom, iyon) yükseltgenir; indirgendir. –

❉ Bir atom ya da iyonun e almasıyla gerçekleşen olaya indirgenme denir. ❉ Elektron alan tanecik indirgenir; yükseltgendir. 2+

–

Zn(k) → Zn (suda) + 2e 2+

(yükseltgenme yarı tepkimesi)

–

Cu (suda) + 2e → Cu(k) (indirgenme yarı tepkimesi) + 2+

2+

Zn(k) + Cu (suda) → Zn (suda) + Cu(k) Redoks

yükseltgenir (indirgen)

indirgenir (yükseltgen)

Yükseltgenme Basamağı Bulma ❉ Element hâlindeki atom ya da element moleküllerinin yükseltgenme basamakları sıfırdır.

Fe°, Cl°2, O°3, ...

❉ 1A grubu metalleri +1, 2A grubu metalleri +2 yükseltgenme basamağına sahiptir.

Örnek Soru 2 Aşağıdaki bileşiklerde yer alan CI atomunun yükseltgenme basamaklarından hangisi yanlış verilmiştir? (1H, 11Na, 17Cl)

❉ Hidrojen, ametallerle +1, metallerle –1 yükseltgenme basamağına sahiptir. ❉ Oksijen genelde –2 yükseltgenme basamağına sahiptir. Peroksitlerde ise –1, süperoksitlerde ise – 1/2 yükseltgenme basamağına sahiptir. OF2 bileşiğinde 2+ ise oksijen O yükseltgenme basamağına sahiptir.



❉ Flor, bütün bileşiklerinde –1 yükseltgenme basamağına sahiptir. ❉ Bileşiklerde atomların yükseltgenme basamakları toplamı sıfıra, köklerde ise kökün yüküne eşittir.

K2Cr2O7



2(+1) + 2Cr + 7(–2) = 0 ⇒ Cr = +6

12. Sınıf | Kimya

2

Bileşik

CI yükseltgenme basamağı

A) NaCIO

+1

B) NaCIO2

+3

C) HCIO

–1

D) NaCI

–1

E) HCI

–1

–

Kazanım Testi - 1 2–

1. Redoks tepkimeleriyle ilgili olarak,

I. Elektron veren madde indirgendir.



II. Elektron alan madde yükseltgendir.



III. Alınan toplam elektron sayısı verilen toplam elektron sayısına eşittir.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

B) Yalnız II

D) II ve III

II. HNO3





II. PH3 – Na3P



III. Ca3(PO4)2 – P4O10



Yukarıdaki tanecik çiftlerinden hangilerinde fosforun



(1H, 8O,

(P) yükseltgenme basamakları farklıdır? 11

Na,

A) Yalnız I

C) I ve II



E) I, II ve III

2. I. HCN

3–

4. I. HPO3 – PO4

20

Ca) B) Yalnız II

D) I ve II

C) Yalnız III

E) I ve III

5. I. K + HCl → KCl + 1/2H2

III. NO2

II. CaBr2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaBr



Yukarıdaki bileşiklerde azot (N) atomunun

III. H3PO4 + 3KOH → K3PO4 + 3H2O



Yukarıdakilerden hangileri redoks tepkimesi değildir?

yükseltgenme basamakları arasındaki ilişki

A) Yalnız I

aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir? A) I > III > II

B) III > II > I

D) II > I > III



C) II > III > I



D) +3

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2X + 4H2O

tepkimesinde X'de bulunan elementlerin hangisinde doğru verilmiştir?

basamağı kaçtır? (13X, 8Z) C) +4

E) II ve III

yükseltgenme basamakları sırasıyla aşağıdakilerden

3. X2(YZ4)3 bileşiğinde bulunan Y'nin yükseltgenme B) +5

D) I ve III

C) Yalnız III

E) I > II > III

6.

A) +6

B) Yalnız II

A) +4, –2

E) –2



3

B) +2, –2

D) –3, +3

C) –2, +4

E) –2, +2

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

İndirgenme - Yükseltgenme Tepkimeleri (Redoks)

Konu Öğrenimi

Çözüm için 21902

Redoks Denklemlerinin Denkleştirilmesi

Örnek Soru 4

Redoks denklemlerinin denkleştirilmesinde iki yöntem kullanılır. Bunlardan biri yükseltgenme sayısı değişmesi yöntemi, diğeri de yarı reaksiyon yöntemidir.



I. Yöntem: Yarı Reaksiyon Yöntemi



Nötr ortamda yarı reaksiyon yöntemiyle redoks tepkimesi şöyle eşitlenir:

II. HNO3 yükseltgendir.

S + HNO3 → SO2 + NO + H2O

tepkimesiyle ilgili, I. S yükseltgenendir.

III. Tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde NO’nun katsayısı 2 olur.

❉ Reaksiyondaki atomların yükseltgenme basamakları bulunur ve yükseltgenen-indirgenen türler belirlenir.

yargılarından hangileri doğrudur?

❉ Toplam reaksiyon, iki yarı reaksiyona ayrılır (indirgenme ve yükseltgenme reaksiyonları) ve bu yarı reaksiyonların hem yükseltgenme basamağı ve iyon yükleri bakımından hem de atom türleri bakımından denklikleri sağlanır.

A) Yalnız I

B) Yalnız II

D) I ve III

C) I ve II

E) I, II ve III

❉ Alınan ve verilen elektron sayıları eşitlenerek elde edilen yarı reaksiyonlar toplanır ve toplam reaksiyona ulaşılır.

II. Yöntem: Yükseltgenme sayısı değişmesi yöntemi Yükseltgenme basamağı değişen atomların aldığı ve verdiği elektron sayıları belirlenir. Alınan ve verilen elektron sayıları eşitlenir. Çoğunlukla redoks tepkimeleri bu yöntemle denkleştirilir.

Örnek Soru 3

H2O + P + HNO3 → H3PO4 + NO

Örnek Soru 5

tepkimesi en küçük tam sayılarla denkleştiğinde H2O nun katsayısı kaç olur?



A) 1

tepkimesini yarı tepkime yöntemi ile denkleştiriniz.

B) 2

12. Sınıf | Kimya

C) 3

D) 4

E) 5

4

C + HNO3 → CO2 + NO2 + H2O

Kazanım Testi - 2

1. Aşağıdaki tepkimelerden hangisi indirgenme-

4.

yükseltgenme (redoks) reaksiyonudur?



A) 2N2O + 2O2 → 2N2O3

tepkimesinde, –



I. MnO4 deki Mn'nin yükseltgenme basamağı +7'dir.



C) CaCO3 → CaO + CO2

II. 1 mol MnO4 iyonu 5 mol elektron alır.



III. Yükseltgenme gerçekleşir.

D) AgNO3 + NaCI → AgCI + NaNO3



ifadelerinden hangileri doğrudur?

–

B) 8OH + Mn

+

E) H + OH

–

2+

→

– MnO 4

–

+ 5e + 4H2O

→ H2O

–

A) Yalnız I



reaksiyonlara redoks reaksiyonları denir.



Buna göre,



–

–

I. Ι + ΙO 3 → Ι2



gerçekleşir.

E) I, II ve III

1 O (g) → H2O(s) 2 2 1 O (g) III. CO2(g) → C(k) + 2 2 II. H2(g) +

Yukarıdaki tepkimelerden hangileri hem redoks hem

A) Yalnız I

II. Na2CO3 → Na2O + CO2



reaksiyonunda elektron alışverişi yoktur.

D) II ve III

C) I ve III

de sentez tepkimesidir?

reaksiyonunda elektron alışverişi iyot atomları arasında

B) I ve II

5. I. SO2(g) + H2O(s) → H2SO3(suda)

2. Elektron alışverişine dayalı olarak gerçekleşen

–

MnO4 → MnCl2

B) Yalnız II

D) I ve II

C) Yalnız III

E) II ve III

III. Redoks reaksiyonlarında elektron alan madde yükseltgen özellik gösterir.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

B) Yalnız II

D) I ve II

6.

C) Yalnız III

E) I, II ve III



Yukarıdaki olaya ilişkin tepkime denklemi,



3. I. H2O2 → H2O +

1 O 2 2 –

–

+



II. 3H2O + 3Br2 → 5Br + BrO3 + 6H



III. CO +



Yukarıdaki denkleştirilmiş redoks tepkimelerinin

1 O → CO2 2 2

hangilerinde aynı tür atom hem yükseltgenmiş hem indirgenmiştir? A) Yalnız I

B) Yalnız II

D) I ve II

Mg(k) +



şeklindedir.



Buna göre, bu tepkimeyle ilgili,



I. Yanma tepkimesidir.



II. Reaktifler arasında elektron alışverişi olmuştur.



III. O2 yükseltgenendir.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

C) Yalnız III



E) I, II ve III

5

1 O (g) → MgO(k) 2 2

B) Yalnız II

D) I ve II

C) Yalnız III

E) I, II ve III

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Kazanım Testi - 2

7. İndirgenme-yükseltgenme tepkimeleriyle ilgili,

10. I. H2S → H2 + S



I. Elektriksel yük korunur.





II. Yükseltgen madde elektron verir.



III. İndirgenen madde elektron alır.



ifadelerinden hangileri doğrudur? A) Yalnız I



III. CuSO4 + 2HBr → CuBr2 + H2SO4



Yukarıdaki tepkimelerin hangilerinde kükürt (S) atomu yükseltgenmiştir? A) Yalnız I

B) Yalnız III C) I ve III

D) II ve III

II. S + O2 → SO2



E) I, II ve III

11. 8. Redoks tepkimeleriyle ilgili,



B) Yalnız II

D) I ve II

C) Yalnız III

E) I ve III

K2Cr2O7 + HBr → KBr + CrBr3 + Br2 + H2O

tepkimesi en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde HBr'nin katsayısı kaç olur?



I. Elektron veren madde yükseltgenir.



II. Elektron alan madde yükseltgendir.



III. Alınan toplam elektron sayısı, verilen toplam elektron

A) 2

B) 3

C) 7

D) 14

E) 15

sayısına eşittir.

yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

B) Yalnız II

D) II ve III

C) I ve II

12.

E) I, II ve III



Na2Cr2O7 + S + H2O → SO2 + NaOH + Cr2O3

tepkime denklemi en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde ürünlerin katsayıları toplamı kaç olur? A) 4

B) 5

C) 6

D) 7

E) 9

9. Şekildeki kaplarda bulunan HCI çözeltilerine üzerlerindeki maddeler atılıyor.

NaOH(k)

Na(k)

Cu(k)

13. HCI(suda)

HCI(suda)

I



HCI(suda)

II

III

CuS + HNO3 → Cu(NO3)2 + S + NO + H2O

tepkimesiyle ilgili,



I. CuS bileşiği yükseltgenmiştir.



II. Tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde suyun katsayısı 4 olur.



Buna göre bu kapların hangilerinde indirgenme yükseltgenme tepkimesi gerçekleşir? A) Yalnız I

12. Sınıf | Kimya

B) Yalnız II

D) I ve II

C) Yalnız III



III. Elektron alışverişi Cu ve N atomları arasında olmuştur.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

E) I, II ve III



6

B) I ve II

D) II ve III

C) I ve III

E) I, II ve III

Galvanik Hücreler

Elektrotlar ve Galvanik Hücreler

Konu Öğrenimi

❉ 25 °C, basıncı 1 atm, iyon derişimlerinin 1 molar olduğu şartlarda bulunan yükseltgenme ve indirgenme gerilimlerine standart yükseltgenme ve indirgenme o gerilimleri (E ) denir.

❉ İki yarı hücrenin iletken bir tel ve tuz köprüsü yardımıyla birbirine bağlanmasıyla oluşturulan sisteme elektrokimyasal pil (galvanik hücre) denir. ❉ İletken çözeltilere elektrolit, metal çubuklara elektrot, bu sisteme de yarı hücre denir. İki yarı hücreden bir pil oluşur.

❉ Bir elementin elektrot potansiyeli tek başına ölçülemediğinden referans elektrodun (SHE) potansiyeli sıfır kabul edilmiş ve diğer elektrotların göreceli potansiyelleri buna göre belirlenmiştir.

❉ Pillerde anotta yükseltgenme, katotda ise indirgenme olur.

❉ Hidrojenin indirgenme ve yükseltgenme yarı pil potansiyeli 25 °C, 1 atm de sıfır kabul edilmiştir.

❉ Yarı hücrelerdeki yük denkliğini sağlayan içerisinde tuz çözeltisi bulunan ters U şeklindeki sisteme tuz köprüsü denir.



+

–

o

H2(g) → 2H (suda) + 2e E yük = 0 volt

Platin tel

+

2H (suda) + 2e → Gaz girişi H2 gazı içeren cam tüp

❉ Tuz köprüsünde anyonlar anoda katyonlar katoda giderek yarı hücrelerdeki elektrolitlerin yük denkliğini sağlarlar.

o H2(g) E ind

= 0 volt

PH = 1 atm 2

❉ Elektronların dış devredeki yönü anottan katoda doğrudur.

H

❉ Pil tepkimeleri istemli tepkimelerden seçilir.

+

Cl

Pt(k) elektrot

–

1M

❉ Elektrolitik hücre, pilin tersi olan elektroliz tepkimesidir.

SHE potansiyeli; sıcaklığa, çözelti derişimine ve H2 gazının basıncına bağlıdır.

Örnek: Zn – Cu pili (Daniell pili)

Örnek: Zn – H2 pili:

e

–

e

–

e

Zn

Cu

→Zn2+

Cu

Zn(NO3)2(aq)



Zn(k) → Zn

H2(g)

Katot

→

2+

+ 2e

Cu

(Yükseltgenme)

2+

+ 2e → Cu(k)

2+

+

Katot 2H (suda) + 2e

2+

+

Pil Diyagramı (Şeması) ↓ Yarı Pil tuz köprüsü Yarı Pil (Yükseltgenme) (İndirgenme)





o

E

o

=E hücre

o hücre

o ) pil

o



E

2+

anot

= +0,76 V

katot

=0V

o pil

= +0,76 V

+

–

E = –3,05 volt

+

–

E = –2,93 volt

Li (suda) + e → Li(k)

o o

❉ İndirgenme yarı pil tepkimelerine göre metal iyonla+ + rının elektron alma eğilimi K > Li , elektron verme eğilimleri ise Li > K şeklindedir. ❉ Bir elementin yükseltgenme yarı pil potansiyellerine bakılarak aktiflik sıralaması yapılabilir.

=E

❉ Elektron verme eğilimi H2 den büyük olan elementlerin standart yükseltgenme gerilimlerinin işareti pozitif, küçük olanların (soy metallerin) ise negatif değerdir.

o

+E Yükseltgenme

→ H2(g)

K (suda) + e → K(k)

o (Epil)

❉ 25 °C, 1 atmosfer ve iyon derişimlerinin 1 molar olduğu koşullarda ölçülen pil gerilimlerine standart o pil gerilimi ya da standart pil potansiyeli denir ve E sembolü ile gösterilir. ❉ Pil potansiyeli (E

o

❉ Bir elementin elektron verme eğilimi ne kadar büyük ise yükseltgenme potansiyeli de o kadar büyüktür.

+2

(Anot) Zn(k) Zn (suda) Cu (suda) Cu(k) (Katot)

Standart Pil Gerilimi

–

–

Pil Zn(k) + 2H (suda) E Zn (suda) + H2(g) + ısı E

→ Cu(k) + Zn

+2

1 M H (suda)

Anot Zn(k) → Zn (suda) + 2e E

Net pil tepkimesi 2+

Hidrojen elektrod

+

1 M ZnSO 4(suda)

–

(İndirgenme)

Zn(k) + Cu

+

H 2– SO 4

2+

Zn 2– SO 4

Zn

Katot (+) –

–

Katot

Cu(NO3)2(aq)

Anot (–) 2+

e

Anot

Tuz köprüsü

Anot

–

İndirgenme

formülüyle hesaplanır.

7

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Galvanik Hücreler

Konu Öğrenimi

Çözüm için 21906

Pil Gerilimine Etki Eden Faktörler

Örnek Soru 6

❉ Sıcaklığın yükseltilmesi pil geriliminin azalmasına neden olur (Ekzotermik tepkime).

Elektrotlar ve elektrokimyasal hücrelerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

❉ Çözelti derişimleri aynı kalmak koşulu ile az ya da çok çözelti kullanmak veya elektrod yüzeylerini büyütmek pil gerilimini değiştirmez.

A) Voltaik hücreler galvanik hücre olarak da adlandırılır. B) Tuz köprüsünde tuz çözeltileri bulunur.

❉ Pil sistemine, başka bir üreteç ters olarak bağlanırsa;

C) Galvanik hücrelerde istemli tepkimeler gerçekleşir.

Üretecin gerilimi = pil gerilimi ise sistem dengededir.

D) Elektrolitik hücrelerde istemsiz tepkimeler elektrik enerjisiyle gerçekleştirilir.

Üretecin gerilimi > pil gerilimi ise pil tepkimesinin tersi gerçekleşir (pilin şarjı, elektroliz).

E) Pillerde yükseltgenmenin gerçekleştiği yarı hücreye katot denir.

Üretecin gerilimi < pil gerilimi ise pil tepkimesi aynı yönde oluşur. Gerilim, aradaki fark kadar olur. ❉ Çözelti derişimleri değiştirilirse pil gerilimi de değişir. Pil tepkimesinde, denge yönünü ürünler lehine kaydıracak bir etki uygulanırsa pil gerilimi artar. Denge sistemini girenler lehine çevirecek bir etki ise pil gerilimini azaltır. Buna göre;

Örnek Soru 7

❉ Yarı hücrelerden birine, o çözeltideki iyonun suda çözünen bir tuzunun eklenmesi

Aşağıda Daniell hücre şeması verilmiştir. e

–

❉ Yarı hücrelerden birine su eklenmesi

Voltmetre e Tuz köprüsü KNO3(aq)

Zn elektrot (anot)

1,00 M Zn(NO3)2(aq)

❉ Yarı hücrelerden birine, o çözeltideki iyonu çöktürücü başka bir madde eklenmesi

–

1,00 M Cu(NO3)2(aq)

pil gerilimini değiştirir. Cu elektrot (katot)

Örnek Soru 8

elektrolit

+ 2e → Cd(k)

2+

+ 2e → Zn(k)

Cd



Zn

–

E = –0,40 volt

o

–

E = –0,76 volt

o

Yukarıdaki yarı tepkimeler ve standart pil potansiyellerine Zn-Cd pilinin hücre potansiyeli kaç volt olur?

Buna göre;

2+



I. Kaplardaki çözeltiler elektrolittir.

II. Tuz köprüsündeki anyonlar anoda göç ederler. III. Sistem elektrolitik hücredir. yargılarından hangileri doğrudur?

Not! Bir yarı hücrede gerçekleşen tepkime ters çevrilirse o E değerinin işareti değişir. Tepkime herhangi bir o sayıyla çarpılırsa E değeri değişmez. 3+

–

o

Al (suda) + 3e → Al(k) 3+

E = –1,662 volt

–

o

Al(k) → Al (suda) + 3e 3+

E = +1,662 volt –

2Al(k) → 2Al (suda) + 6e

12. Sınıf | Kimya

8

o

E = +1,662 volt

Kazanım Testi - 3

1.

3. Aşağıda bir pil düzeneği ve bazı metallerin yükseltgenme

Voltmetre

Zn(k)

yarı pil potansiyelleri verilmiştir. H2(g)

Tuz köprüsü

Voltmetre





1M ZnSO 4

1M HCI

I

II

Pt

+n



2+

–

→ Zn(k) + – 2H + 2e → H2(g) Zn

+ 2e

E° = –0,76 V E° = 0,00 V

p

Cu → Cu



Cr → Cr

2+

3+

Mg → Mg



+ 2e

E) II. kapta H2 gazı açığa çıkar.

–

+ 3e

2+

E° = 0,74 V

–

+ 2e

Voltmetre

X

E° = 2,37 V

Y

Sonuç

A) Ag

Cr

Elektron akışı Cr’den Ag’ye doğrudur.

B) Cu

Mg

2. kapta Mg

C) Cr

Cu

Cr elektrodun kütlesi artar.

D) Ag

Mg

1. kapta indirgenme olur.

E) Mg

Cu

Pil gerilimi 2,71 V olur.

2+

iyon derişimi artar.

Y(k)

4.

V

Zn(k)



E° = –0,34 V

Buna göre, X ve Y yerine gelebilecek metallere göre

D) Pt tel ve levha HCl çözeltisi ile tepkime vermez.

1 M X(NO3)2

E° = –0,80 V –

aşağıdaki sonuçlardan hangisi yanlıştır?

C) II. kapta pH değeri zamanla azalır.

Tuz köprüsü

2. kap –

Ag → Ag + e



B) Pilde ölçülen gerilim çinkonun yükseltgenme gerilimidir.

X(k)

+



A) Zn çubuğun kütlesi azalır.

2.

Y

1. kap

Verilen pil düzeneğiyle ilgili aşağıdakilerden hangisi

f

+n

X

yanlıştır?

Y

Tuz köprüsü

X

Cu(k) Tuz köprüsü

1 M Y(NO3)n

Yukarıda verilen pil düzeneğinde X elektrotun kütlesi artmaktadır.





Buna göre,





I. n = 2’dir.



II. X elektrot anottur.



III. Tuz köprüsündeki pozitif yüklü iyonlar Y elektroduna

1M Cu(NO3)2

1M Zn(NO3)2

1,30 gram azalırken, Y elektrotun kütlesi 4,32 gram

Elektronların dış devredeki yönü Zn'den Cu'ya doğru olan pille ilgili,



I. Anot yarı hücresine aynı sıcaklıkta su eklenirse pil gerilimi artar.

doğru hareket eder.



II. Sıcaklık azalırsa pil gerilimi artar.



yargılarından hangileri doğrudur?



III. Tepkime istemlidir.



(X: 65, Y: 108)



yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I

B) Yalnız II C) I ve II

D) II ve III

A) Yalnız I

E) I, II ve III



9

B) Yalnız II

D) I ve II

C) Yalnız III

E) I, II ve III

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Kazanım Testi - 3

+2

+2

+

+2

5. Ba(k) + Pb (suda) D Ba (suda) + Pb(k)

Ba(k) + 2Ag (suda) D Ba (suda) + 2Ag(k) E°pil = +3,70 V



olarak verildiğine göre, +



8.

E°pil = +2,77 V

+2

tepkimesinin gerçekleştiği Pb – Ag pilinin standart pil

1M Al(NO3)3



gerilimi (E°pil) kaç volttur?



C) 0,77

D) 0.67

E) 0,54





2+

6.

Cd (suda) + 2e



Ag (suda) + e



–

–

o

→ Cd(k)

E = –0,40 volt o

→ Ag(k)

E = +0,80 volt

C) 1,2

D) 2,4

–

+ 3e → Al(k)

2+

+ 2e → Cu(k)

+

2H + 2e → H2(g)

E° = 0,00 V

Yukarıdaki pil düzeneği ile ilgili,



II. Katot tepkimesi 2H + 2e → H2(g) şeklindedir.



III. Zamanla Cu kütlesi artar.



yargılarından hangileri doğrudur?

+

A) Yalnız I

E) 3,6

–

B) Yalnız II

D) I ve II

C) Yalnız III

E) I, II ve III

V

Ca(k)

V

Al(k)

E° = +0,34 V

–

9. 7.

E° = –1,66 V

–

I. Başlangıç potansiyeli 1,66 volttur.

Cd – Ag pilinin başlangıç potansiyeli kaç volttur? B) 0,6

3+

1M HCl



Yukarıdaki standart indirgenme potansiyellerine göre

A) 0,4

Al

Cu



+

Cu(k) Tuz köprüsü

Pb(k) + 2Ag (suda) D Pb (suda) + 2Ag(k)

A) 1,06 B) 0,93

V

Al(k)

Ni(k) Tuz köprüsü

Zn(k) Tuz köprüsü

1M Al(NO3)3



Zn



Al



2+

3+

1M Ca(NO3)2

1M Zn(NO3)2



–

+ 2e → Zn(k)

E° = –0,76 V

–

+ 3e → Al(k)



E° = –1,66 V

Ni(k) → Ni



2+

2+

+ 2e

–

E° = +2,87 V

–

+ 2e

E° = +0,25 V

–

E° = 0 V

+



Yukarıdaki galvanik hücreyle ilgili,

Ca(k) → Ca

1M HCl

H2(g) → 2H + 2e

Yukarıdaki pil düzeneği ile ilgili,



I. Al elektrot anottur.



I. Standart pil gerilimi 2,62 volttur.



II. Elektronlar dış devrede Zn'den Al'ye doğru hareket



II. Zamanla katottaki çözeltinin pH değeri artar.



III. Tuz köprüsündeki anyonlar anot yarı hücresine hareket

eder.

III. Standart pil potansiyeli, E°pil = 0,90 V'tur.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

12. Sınıf | Kimya

B) Yalnız II

D) I ve III

eder.

C) Yalnız III

yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

E) I, II ve III



10

B) Yalnız II C) I ve III

D) II ve III

E) I, II ve III

Aktiflik

Konu Öğrenimi

Çözüm için 21909

Aktiflik

Örnek Soru 9

❉ Taneciklerin (atom, iyon) kimyasal tepkimelere girme isteğine aktiflik denir. Metallerin aktifliği elektron verme, ametallerin aktifliği ise elektron alma eğilimlerine göre ölçülür.

Zn

Mg

H2SO 4

❉ Periyodik cetvelde genellikle metallerin aktifliği atom çapının büyüdüğü yönlerde artar. Atom çapının küçüldüğü yönlerde ise ametallerin aktifliği artar

HCI

HNO3 II

I

❉ Kimyasal tepkimeler, elektron verme eğilimi yüksek olan elementin yükseltgeneceği, elektron alma eğilmii yüksek olan elementin indirgeneceği yönde kendiliğinden gerçekleşir. Örneğin;

Pt

III

Yukarıdaki çözeltilere sırasıyla Mg, Zn ve Pt çubukları daldırılıyor. a. Kaplarda gerçekleşmesi muhtemel tepkimelerin denklemlerini yazınız.

Fe

b. Kaplarda varsa yükseltgenen maddeleri yazınız. –

–2e yükseltgenme 2+

Fe 2+ Cu CuSO 4(suda)

Fe + Cu 0

+2

2+

2+

–2

–2

SO4 → Fe SO4 + Cu +2

0

–

+2e indirgenme –

Fe → indirgen madde (= yükseltgenen = e veren) 2+

–

Cu → yükseltgen madde (= indirgenen = e alan) Bu tepkime kendiğinden gerçekleştiğine göre elektron verme sırası (metal aktiflik) Fe > Cu'dur.

Örnek Soru 10

❉ Buna göre elektronlar aktif metalden pasif metale doğru akar. Aktif element, pasif elementin bileşiğindeki yerine geçer. Daha kısa ifadeyle "aktif elementin nötr hâli, pasif elementin iyon hâliyle daima reaksiyon verir."

+

+

+

X(k) + Y (suda) → X (suda) + Y(k)



Y(k) + Z (suda) → Y (suda) + Z(k)

tepkimeleri kendiliğinden gerçekleşmektedir. Buna göre,

Bazı Metallerin Aktiflik Sırası

+

I. Z(k) + X (suda) → +

II. Y(k) + X (suda) →

elektron verme eğilimi (aktiflik) azalır. →

+

III. X(k) + Z (suda) → tepkimelerinden hangileri kendiliğinden gerçekleşir?

asit

Li, K, Na, a, Sr, Ca, Mg, Al, Zn, Mn, Cr, Fe, Co, Ni, Pb, Sn H Cu, Hg, Ag, Pt, Au soy olmayan metal

+



soy metal

A) Yalnız III

❉ Bu sırada soldaki metal sağdaki metalin bileşiğiyle tepkime verir. Ancak tersi tepkime olmaz. Yani soldan itibaren her metal, kendi sağ tarafındaki metalleri tuzlarından serbest hâle geçirir.

B) I ve II

D) II ve III

C) I ve III

E) I, II ve III

❉ Soy metaller (Cu, Hg, Ag, Pt, Au) hidrojenden daha az aktif olduklarından HX tipi asitlerle tepkime vermezler. Sadece Cu, Hg, Ag gibi yarı soy metaller H2SO4, HNO3 gibi yükseltgen asitlerle tepkime verir ancak H2 gazı açığa çıkaramazlar.

11

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Aktiflik

1. Şekildeki beherde Mg çubuk

Ni(k)

3. CuSO4 çözeltisine Al ve Ag çubuklar

Mg(k)

Ag

batırıldığında bir süre sonra,

ve Al katı kütlesi azalırken

3+

Ni çubukta bir değişiklik

çözeltide Al

gözlenmemektedir.

arttığı, Ag çubuğun kütlesinin ise

iyonlarının derişiminin

değişmediği gözleniyor.





Al

ZnCl2(suda)

Al(k)

Buna göre, 2+



2+



I. Mg(k) + Zn (suda) → Mg (suda) + Zn(k)



II. Ni(k) + Zn (suda) → Ni (suda) + Zn(k)



III. 2Al(k) + 3Zn (suda) → 2Al (suda) + 3Zn(k)



tepkimelerinden hangileri kendiliğinden gerçekleşir?



A) Yalnız I

2+



şeklindedir.

3+

B) I ve II

D) II ve III

CuSO4 çözeltisi

I. Kaptaki tepkime denklemi,

2Al(k) + 3CuSO4(suda) → Al2(SO4)3(suda) + 3Cu(k)

2+

2+

Buna göre,

C) I ve III

E) I, II ve III

2+



II. Çözeltideki Cu



III. Elektron verme sırası Al > Cu > Ag şeklindedir.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

iyonlarının derişimi azalır.

B) Yalnız III C) I ve III

D) II ve III

E) I, II ve III

4. Aşağıdaki tepkimeler kendiliğinden oluşmaktadır. +

+

+

+

X(k) + Y (suda) → X (suda) + Y(k) Y(k) + T (suda) → Y (suda) + T(k)

2. Bazı elementlerin standart yükseltgenme potansiyelleri aşağıda verilmiştir.

I. Elektron verme eğilimi en az olan T’dir.



II. X çözeltisi, Y’den yapılmış kaşıkla karıştırılamaz.



III. En iyi indirgen X’tir.



yargılarından hangileri doğrudur?

E° = 0,00 V

A) Yalnız I

2+

–

E° = 0,25 V



+ 2e

2+

Zn → Zn



Mg → Mg



+

–

+ 2e

2+

–

+ 2e –

Ag → Ag + e

B) Yalnız III

D) II ve III

C) I ve III

E) I, II ve III

E° = 0,76 V E° = 2,37 V E° = –0,80 V

5. X ve Y metallerinin klor ile oluşturduğu tuzlar XCl ve YCl2

Buna göre, aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

dir. Bu tuzlarla hazırlanan eşit derişimli çözeltilerden XCl’ye +

katı Y metali atılınca X iyonları sayısı azalıyor. YCl2

A) Elektron verme eğilimi en büyük olan Mg’dir.

çözeltisine Z metali atıldığında Z çözünüyor.

B) Standart pil potansiyeli en düşük Ni-H2 pilidir.



C) Zn – Ag standart pilinin gerilimi 0,04 volttur.

aşağıdakilerden hangisidir?

Ni – Zn pilinde 0,51 voltluk potansiyel farkı olur. E) Standart indirgenme gerilimi en düşük olan Mg

Buna göre X, Y ve Z elementlerinin metalik aktifliklerinin küçükten büyüğe doğru sıralanışı

D) Ni’nin yükseltgenme potansiyeli 0,00 volt alınırsa,

12. Sınıf | Kimya

+

–







+

H2 → 2H + 2e Ni → Ni

Buna göre,

2+

A) X, Y, Z dir.



12

B) Z, Y, X

D) Y, Z, X

E) X, Z, Y

C) Y, X, Z

Kazanım Testi - 4

6. Aşağıda verilen reaksiyonlar kendiliğinden oluşmaktadır. +

+

+

+



X(k) + Y (suda) → X (suda) + Y(k)



Y(k) + Z (suda) → Y (suda) + Z(k)



T(k) + X (suda) → X(k) + T (suda)



+

8. Aynı grupta oldukları bilinen X, Y, Z ametallerinin kendiliğinden gerçekleşen bazı tepkimeleri aşağıda verilmiştir. LiX + Y2 → LiY + X

+

LiZ + X2 → LiX + Z

Buna göre X, Y, Z ve T metallerinin indirgenme



eğilimleri arasındaki ilişki aşağıdakilerin hangisinde

Bu tepkimelere göre X, Y, Z ametallerinin atom numaraları arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

doğru olarak verilmiştir? A) Z > Y > X > T

B) Y > X > Z > T

A) Y > X > Z

C) Y > Z > T > X

D) X > T > Y > Z





B) Y > Z > X C) Z > X > Y

D) Z > Y > X

E) X > Y > Z

E) T > X > Y > Z

9.

Co

Fe

Al



7.

Cu

2+

Al

(suda)

3+



+

(suda)

Al(NO3)3 çözeltisi

Ag (suda)



Fe(NO3)2 çözeltisi

Co(NO3)3 çözeltisi

Yukarıdaki kaplardan yalnız 3. kapta tepkime gerçekleşmektedir.

Ag kap



Pb kap



Al kap

eğilimleri (aktiflik) ilişkisi aşağıdakilerden hangisinde

Yukarıda 25 °C'de Ag, Pb ve Al metallerinden yapılmış +2

+3

doğru olarak verilmiştir.?

+

kaplara Cu , Al , Ag iyonlarını içeren çözeltiler konulmuştur. Bu metallerin standart indirgenme gerilimleri aşağıda verilmiştir.

+2

–

E° = –0,13 V

+2

–

E° = 0,34 V

Pb (suda) + 2e → Pb(k)



Cu (suda) + 2e → Cu(k)



Al (suda) + 3e → Al(k)

+3 +

–

Ag (suda) + e → Ag(k)



–

II. Elektron verme eğilimleri Al > Pb > Cu > Ag şeklindedir.



III. Ag kapta Cu

derişimi azalır, Pb kapta Al

+3

derişimi

E) Co > Al > Fe

• X'in iyonlaşma enerjisi en büyüktür.



• Atom numarası en büyük Y'dir. Buna göre, bu elementlerin elektron alma eğilimlerinin (aktifliklerinin) sıralaması aşağıdakilerin hangisinde

yargılarından hangileri doğrudur? B) Yalnız II



artar.

D) I ve II

D) Al > Co > Fe

10. X, Y ve Z periyodik cetvelde 7A grubundadır.





C) Fe > Al > Co

E° = 0,80 V

I. Her üç kapta da aşınma gözlenir.

A) Yalnız I

B) Co > Fe > Al

E° = –1,66 V





A) Al > Fe > Co



Buna göre,

+2

Buna göre Fe, Co ve Al metallerinin yükseltgenme

doğru olarak verilmiştir? C) Yalnız III

A) X > Y > Z

E) II ve III



13

B) Y > Z > X

D) Z > Y > X

C) X > Z > Y

E) Y > X > Z

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Standart Olmayan Koşullarda Pil Gerilimi

Konu Öğrenimi

Çözüm için 21912

Nernst Eşitliği

Örnek Soru 12

Standart pil gerilimi, 25 °C’de, 1 atm basınç altında 1 M iyon derişimi ile hesaplanan değerdir. Bu şartların dışında hesaplanan pil gerilimi standart şartlardakinden farklıdır.

+

Tuz köprüsü

Zn

Pil gerilimine hem reaksiyondaki reaktiflerin hem de ürünlerin etkisi vardır. Bir hücrede gerçekleşen reaksiyon genel olarak,

Voltmetre

Cd

+

aA(k) + bB (suda)  aA (suda) + bB(k)

şeklinde gösterilir. Standart olmayan şartlardaki bir hücrenin elektrot potansiyeli, +a [A ] 0,0592 0 Ehücre = E hücre – log + b n [B ]

0,1 M Zn

2+

o

E = –0,40 volt o E = –0,76 volt

a) Pilin hücre potansiyeli kaç volttur? b) I. yarı hücreye arı su eklenirse pil potansiyeli nasıl değişir?

+

n: Yarı hücre reaksiyonunda aktarılan elektron mol sayısı

–

Buna göre,

+



2+

II. yarı hücre

Cd + 2e → Cd(k) 2+ – Zn + 2e → Zn(k)

[A ] : Yükseltgenmenin olduğu yarı hücredeki çözeltinin derişimi [B ] : İndirgenmenin olduğu yarı hücredeki çözeltinin derişimi

1 M Cd

I. yarı hücre

bağıntısı ile bulunabilir. (0, 0592 yerine genellikle 0,06 alınır.) Bu eşitliğe Nernst eşitliği denir.



2+

c) II. yarı hücreye Cd(NO3)2 tuzu eklenirse pil potansiyeli nasıl değişir?

E0 : Standart hücre potansiyeli

Örnek Soru 11 Net tepkimesi,

2+

–

Ni(k) + Cl2(g)  Ni (suda) + 2CI (suda) 2+

–

şeklinde olan pil için [Ni ] = 0,01 M, [Cl ] = 1 M ve [Cl2] = 1 M olduğu koşullardaki Nernst eşitliğini yazarak pil gerilimini bulunuz? o (E CI /CI– 2

= 1,359 V,

o E Ni2+/Ni

Lityum İyon Pilleri

= –0,25 V)

Standart indirgenme potansiyeli en düşük olan element lityum, anot yarı hücresinde kullanılarak potansiyeli daha büyük pil elde etmek mümkündür. Aşağıdaki şekilde, lityum iyon pili şematik olarak gösterilmiştir. A n o t

Katot

Li

Li

+

Ti S 2

Katı elektrolit +

–

–

–

TiS2 + e → TiS2

Li → Li + e

–

+

Pil tepkimesi : Li + TiS2 E TiS2 + Li

Diz üstü bilgisayarlarda, tablet ve cep telefonları gibi elektronik eşyalarda kullanılan bu piller tekrar şarj edilerek defalarca kullanılabilir. CO2 salınımı az olduğundan ve toksik maddeler içermediğinden çevreye verdiği zarar azdır. 12. Sınıf | Kimya

14

Konu Öğrenimi Çözüm için 21913

Derişim Pilleri

Örnek Soru 13

Elektrot potansiyeli iyon derişimine bağlı olduğu için aynı maddeden yapılmış ancak iyon derişimi farklı iki yarı hücreden bir hücre oluşturmak olasıdır. Bu tür hücreye, derişim hücresi ya da derişim pili denir.

Voltmetre

Cu

Cu

Derişim pillerinde, pili oluşturan elektrotlar aynı olduğundan standart yarı pil potansiyelleri sayısal olarak aynı, fakat ters 0

işaretlidir. Bu durumda E Hücre = 0’dır. Derişim pillerinin elektrik akımı üretmesi, iyon derişimlerindeki farklılıktan kaynaklanır.

2+

2+

1 M Cu (suda) 1. kap

0,1 M Cu (suda) 2. kap

İyon derişimlerindeki farklılık yarı hücreler arasında bir gerilim farkına neden olur. Derişim pillerinde derişimi az olan yarı hücre anottur.

Bu elektrokimyasal pil ile ilgili,

Yarı hücreler arasında derişim farkları azaldıkça hücre potansiyeli de azalır.

II. Hücre potansiyeli sıfır olduğunda pil çalışmaz.



I. 1. kap anot, 2. kap katottur.

III. 1. kaptaki Cu elektrodun kütlesi artar.

+

Her iki yarı hücredeki Ag derişimleri eşitlendiğinde pilin gerilimi sıfır olur, sistem dengeye gelir yani pil çalışmaz.

yargılarından hangileri doğrudur?

Örneğin; Voltmetre

Örnek Soru 14

e–

e– Ag(k)

(+)

(–)

Ag(k)

Anot

Cu(k)

Katot

0,1 M Ag

+

1 M Ag

I. yarı hücre

Voltmetre

Cu (k)

+

II. yarı hücre

+

Bu pilde 0,1 M Ag çözeltisi bulunan I. yarı hücre anottur. Pil çalışırken anotta yükseltgenme, katotta indirgenme olacağından I. yarı hücredeki Ag(k) yükseltgenerek çözeltiye karışır ve Ag elektrodun kütlesi azalır. II. yarı + hücrede ise Ag iyonları indirgenir ve Ag elektrot üzerinde katı Ag birikir.

+

x M CuNO3(suda) 1. kap

Yukarıdaki pil sistemiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A) x = y ise çalışmaz.

–

Katot : Ag (1 M) + e → Ag(k) Anot

+

y M CuNO3(suda) 2. kap

B) x > y ise 1. kap anottur. –

C) y > x ise elektronlar dış devrede 1. kaptan 2. kaba doğru akar.

: Ag(k) → Ag (0,1 M) + e

Pil potansiyelini Nernst denklemi ile hesaplayabiliriz.

D) 2. kapta zamanla Cu

0,06 0,1 . log Epil = 0 – = 0,06 V 1 1

2+

derişimi artıyorsa x > y dir.

2+

E) 1. kapta zamanla Cu derişimi azalıyorsa tuz köprüsündeki katyonlar 1. kaba göç eder.

15

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Standart Olmayan Koşullarda Pil Gerilimi

1. Galvanik hücrelerle ilgili,

3. Aşağıda bir derişim pili verilmiştir.



I. Anotta yükseltgenme, katotta indirgenme olur.





II. Tuz köprüsündeki anyonlar anoda ve katyonlar katoda

Tuz köprüsü

Cu

Cu

doğru hareket eder.

III. Sıcaklık değişirse hücre potasiyeli de değişir.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

B) I ve II

D) II ve III

C) I ve III

E) I, II ve III



1. kap

2 . kap

0,5 M Cu(NO3)2 100 mL

1 M Cu(NO3)2 100 mL

Bu pilin geriliminin sıfır olması için sabit sıcaklıkta aşağıdaki işlemlerden hangisi yapılabilir?



(CuS suda çözünmemektedir.) A) 2. yarı pile miktar Cu(NO3)2(k) eklemek B) 1. yarı pile 100 mL saf su eklemek C) 2. yarı pile 100 mL saf su eklemek D) 2. yarı pildeki suyun yarısını buharlaştırmak

2.

Tuz köprüsü

Ag

1 M 100 mL AgNO3 çözeltisi I



E) 1. yarı pile Na2S katısı eklemek

Voltmetre

Ag

4.

0,1 M 100 mL AgNO3 çözeltisi II

Tuz köprüsü

Li(k)

Şekildeki pil düzeneğine uygulanan aşağıdaki

1M LiNO3

işlemlerden hangisi sonucunda meydana gelen değişim yanlış verilmiştir?

(Ag2S suda çözünmez.)

İşlem



Değişim

A) I. yarı hücreye eşit hacim ve

Pil gerilimi



değişmez.



derişimde AgNO3 çözeltisi

B) I. yarı hücreye 900 mL saf su

Pil çalışmaz.

E° = –3,05 V

–

E° = –0,74 V

+ 3e

→ Cr

Buna göre, I. Standart Li - Cr pilinin standart hücre potansiyeli 2,31



II. Elektronlar dış devrede Li’den Cr’ye doğru akar.



III. Hücre diyagramında verilen başlangıç derişimlerine





16

0,059 volt olur. 3

yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II

Pil gerilimi azalır.

kısmını buharlaştırma

12. Sınıf | Kimya

→ Li

göre hücre potansiyeli Epil = 2,31 –

dun kütlesini artırma

E) II. yarı hücredeki suyun bir

Pil gerilimi artar.

ekleme

D) I. yarı hücredeki Ag elektro-

Cr

0,1 M Cr(NO3)2

volttur.

ekleme

C) II. yarı hücreye Na2S çözeltisi



3+



Pil çalışmaz.

–

Li + e



ekleme

+



Cr(k)

B) Yalnız III C) I ve III

D) II ve III

E) I, II ve III

Kazanım Testi - 5

5.

Voltmetre

Ni

7.

1M Mg(NO3)2 1. kap

2+



Ni

+ 2e

+



Ag + e



+



–

–

→ Ni

→ Ag

2H + 2e

–

→ H2

o

E = –0,25 volt E = 0,80 volt E = 0,00 volt



A) Başlangıcı pil gerilimi 0,25 volttur. B) Ag elektrotun kütlesi zamanla değişmez. C) 2. kaba bir miktar NaOH(k) eklenirse pil gerilimi artar.

1M HCl 2. kap –

+ 2e

E° = +2,37 Volt

–

H2(g) → 2H + 2e Cu → Cu

2+

E° = 0,00 Volt

–

+ 2e

E° = –0,34 Volt

Şekildeki pil sistemiyle ilgili,



I. Pil gerilimi 2,71 volttur.



II. 2. kaba bir miktar NaOH eklenirse pil gerilimi artar.



III. 1. kaba K2S(katı) eklenirse pil gerilimi artar.



yargılarından hangileri yanlıştır?



(MgS suda az çözünür.)

D) 2. kapta H2 gazı açığa çıkar.

6.

2+

+



o

yanlıştır?

E) Anotta Ni

Mg → Mg



o

Şekildeki pil sistemiyle ilgili aşağıdakilerden hangisi

2+

Cu

1 M HCl

2+

Tuz köprüsü

Ag

Tuz köprüsü

1 M Ni

Mg

A) Yalnız I

iyonları derişimi artar.



B) Yalnız II

D) I ve III

C) I ve II

E) II ve III

Voltmetre



Cu

Ni

Tuz köprüsü

1M + H

1M 2+ Ni

1. kap

2. kap

8. Aşağıda bir hücre şeması verilmiştir.



Ni → Ni

2+

+ 2e

–

E° = 0,25 Volt

+

–

E° = 0,00 Volt

H2 → 2H + 2e Cu → Cu

2+

–

+ 2e

V Tuz köprüsü

Fe elektrot



0,01 M 3+ Fe

E° = –0,34 Volt

Şekildeki elektrokimyasal pil ile ilgili aşağıdaki



yargılardan hangisi yanlıştır? (NiS suda çözünmez.) A) Pil gerilimi 0,25 volttur. B) Dış devrede elektronlar Ni elektrottan, Cu elekroda doğru gider.

Cu elektrot

0,1 M 2+ Cu

3+

–

→ Fe(k)

E° = –0,040 Volt

2+

–

→ Cu(k)

E° = +0,337 Volt

Fe (suda) + 3e



Cu (suda) + 2e



Buna göre, verilen elektrokimyasal hücrenin standart hücre potansiyeli (E°) kaç volttur?



C) 1. kaptaki çözeltinin zamanla pH değeri artar.

(0,0592 değeri yerine 0,060 alınız.) A) 0,787

D) 2. kaba Na2S katısı eklenirse pil gerilimi azalır.



E) 1. kaba aynı sıcaklıkta saf su eklenirse pil gerilimi azalır.

17

B) 0,378

D) –0,377

C) 0,387

E) –0,387

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Elektrolitik Hücreler (Elektroliz)

Konu Öğrenimi

Çözüm için 21916

Suyun Elektrolizi

Elektrik enerjisi kullanarak kendiliğinden gerçekleşmeyen indirgenme-yükseltgenme tepkimelerinin gerçekleştirilmesine elektroliz denir.

H2O + H2SO 4

Bir elektroliz devresinde,

Musluk

❉ Yükseltgenmenin olduğu kısım anot, indirgenmenin olduğu kısım katottur.

Oksijen O2(g)

Hidrojen H2(g)

❉ Elektrolitler genellikle asit, baz ve tuz çözeltileri ile tuzların sıvı hâlleridir.

Pt elektrot

❉ Tek kaptaki çözeltilere (elektrolitlere) batırılan elektrotlar genellikle grafit, Pt, Cu, Au, Ag gibi maddelerdir. ❉ Elektrolizde kullanılan doğru akım kaynağının (üretecin) (+) kutbuna bağlı elektroda anot, (–) kutbuna bağlı elektroda katot denir (Pillerde ise negatif uç anot, pozitif uç katottur).

Batarya Hoffman voltametresi

Suyun elektrolizinde gerçekleşen yarı reaksiyonların denklemleri aşağıda verilmiştir.

❉ Pozitif yüklü iyonlar negatif kutba (katoda), negatif yüklü iyonlar pozitif kutba (anoda) gider.

+

Yükseltgenme: 2H2O(s) → O2(g) + 4H (suda) + 4e

Erimiş NaCl’nin Elektrolizi

Katot

–

+

İndirgenme

Erimiş NaCl tuzunun + elektrolizinde Na iyonları – katotta indirgenir. Cl iyonları ise anotta yükseltgenir.

– +

Anot

+

o

E = –1,23 V

–

: 4H (suda) + 4e → 2H2(g)

Toplam reaksiyon: 2H2O(s) → 2H2(g) + O2(g)

İndirgenme ve yükseltgenme yarı tepkimeleri elektron sayıları eşitlenerek toplandığında net tepkime elde edilir.

Na+ Cl –

+

–

o

E = 0,00 V o

E Pil = –1,23 V

°

E pil değeri negatif olduğundan tepkime ileri yönde istemsizdir. Oluşan H2 gazının hacmi, O2 gazının hacminin iki katıdır.

–

Katot

: 2Na (s) + 2e → 2Na(k)

Anot

: 2Cl (s) → Cl2(g) + 2e

–

Örnek Soru 15

–

Elektroliz : 2NaCl(s) → 2Na(k) + Cl2(g)

Hoffman voltametresi ile su elektroliz edildiğinde anot ve 3 katotta toplam 360 cm gaz toplanmaktadır.

Sulu NaCI Çözeltisinin Elektrolizi

Buna göre anotta toplanan gazın türü ve hacmi (cm ) nedir?

+

+

3

–

NaCl’nin sulu çözeltisinde Na ve H katyonları ile Cl ve – OH anyonları bulunur. Bu iyonlardan katyonlar katoda, anyonlar anoda yönelir. Katotta indirgenme yani elektron alma olayı gerçekleşeceğinden, indirgenme eğilimi + (elektron alma eğilimi) fazla olan H iyonu önce indirgenir. Anotta ise yükseltgenme yani elektron verme olayı gerçekleşeceğinden, yükseltgenme eğilimi (elektron verme – eğilimi) fazla olan Cl iyonu önce yükseltgenir. +

–

Katot

: 2H (suda) + 2e → H2(g)

Anot

: 2Cl (suda) → 2e + Cl2(g)

–

+

–

–

Elektroliz : 2H (suda) + 2Cl (suda) → H2(g) + Cl2(g)

12. Sınıf | Kimya

18

Konu Öğrenimi Çözüm için 21917

Faraday’ın Elektroliz Kanunu

Örnek Soru 17

Birinci Faraday kanunu

Bakır (II) nitrat çözeltisi 9,65 amperlik akımla 100 saniye elektroliz ediliyor.

Elektroliz sırasında katotta ya da anotta indirgenerek ya da yükseltgenerek ayrılan madde miktarı (m) ile devreden geçen elektrik yükü (Q) doğru orantılıdır. maQ

Buna göre katotta toplanan bakır (Cu) metalinin kütlesi kaç gramdır? (Cu: 64 g/mol)

Q = Ι. t

A) 0,32

m: Elektrotlarda değişen madde miktarı

B) 0,64

C) 3,2

D) 6,4

E) 32

Q: Elektrik yükü miktarı (coulomb) MA: Mol kütlesi

n: Aktarılan elektron sayısı Ι: Akım şiddeti (amper) t: Süre (saniye)

Q . MA Toplanan ya da açığa çıkan madde kütleleri m= 96500 . n formülüyle de hesaplanabilir.

Örnek Soru 18

Örnek Soru 16

Seri bağlı özdeş elektroliz kaplarından birincisinde ergimiş CaCl2, ikincisinde ergimiş AlCl3 vardır.

Erimiş NaCl tuzunun elektrolizinde devreden 0,04 mol elektron geçtiğinde anotta normal şartlarda kaç L Cl2 gazı toplanır? A) 0,224

B) 0,448

C) 22,4

D) 4,48

+

–

–

+

E) 44,8 Cl–

Cl– 2+

3+

AI

Ca

1. kap

Buna göre, 1. kabın katodunda 8 gram Ca metali toplandığında, 2. kapta normal koşullarda kaç litre CI2 gazı açığa çıkar?

İkinci Faraday kanunu Farklı elektrolitlerden eşit miktarda elektrik yükü

(Ca : 40 g/mol)

geçirildiğinde anot veya katotta meydana gelen kütle

A) 1,12

değişimi iyonların eşdeğer kütleleri b

mol kütle tesir değeri (z)

2. kap



= eşdeğer kütle, El ile doğru orantılıdır.

B) 2,24

D) 4,48

C) 3,36

E) 5,6

Elektroliz devresinden 1 F'lik akım (1 F = 96500 C = 1 mol – e yükü) geçtiğinde elektrotlarda 1 eşdeğer gram madde b

MA z

l açığa çıkar.

Seri bağlı kaplardan aynı elektrik yükü geçtiğinde elektrotlarda toplanan ya da açığa çıkan maddelerin mol sayıları iyon yükleriyle ters orantılıdır. Ancak toplanan maddelerin kütleleri (m) oranı eşdeğer kütlelerinin (E) oranıyla doğru orantılı değişir.

m1 m2

=

E1 E2

19

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Elektrolitik Hücreler (Elektroliz)

1.

–

3. Seri bağlı elektroliz kaplarında erimiş FeCl2 ve AgCl

+

tuzları elektroliz edildiğinde, 1. kapta 11,2 gram Fe toplandığına göre, 2. kapta kaç mol Ag toplanır?



(Fe: 56 g/mol, Ag: 108 g/mol) A) 21,6

1 M HgNO3 çözeltisi 1. kap



D) 0,3

E) 0,2

Şekildeki gibi, seri bağlanmış elektroliz kaplarından 1.

4. Aşağıda elektroliz düzeneği ve yükseltgenme yarı pil

vardır.

potansiyelleri verilmiştir.

Kaplardaki çözeltilerin derişim ve hacimleri eşit



olduğuna göre,

C) 0,4

1 M Hg(NO3)2 çözeltisi 2. kap

sinde HgNO3 çözeltisi, 2. sinde ise Hg(NO3)2 çözeltisi

B) 0,5

Üreteç – +

Mg

Cu Tuz köprüsü

I. 2. kabın katodunda toplanan Hg miktarı, 1. kabın katodunda toplanan Hg miktarının iki katına eşittir.



II. 1. ve 2. kapların katodunda toplanan Hg metallerinin mol sayıları eşittir.



eşittir.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

B) Yalnız II C) Yalnız III

D) I ve III

1M Cu(NO3)2

1M Mg(NO3)2

III. Her iki kabın anodunda açığa çıkan O2 gazı miktarı

E) II ve III

2+

+ 2e

–

E = +2,37 volt

2+

+ 2e

0

–

E = –0,34 volt





Mg → Mg





Cu → Cu



Buna göre aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?

0

A) Mg çubuk anot, Cu çubuk katottur. B) 1 mol Cu aşınırken, 1 mol Mg toplanır. C) Mg çubuk kütlesi artar, Cu çubuk kütlesi azalır.

2. Şekilde X

2+

D) Üretecin gerilimi 2,71 voltun üzerinde olmalıdır.

n

ve Y iyonlarını içeren tuzlar seri bağlı

E) 1. kapta Mg

elektroliz devresinde elektroliz ediliyor.

derişimi azalır, 2. kapta Cu

+2

derişimi

artar.

1

+2

2

2+

XCl2(s)



5. 0,09 litre 2 molar Zn(NO3)2 çözeltisindeki bütün Zn

YCln(s)

iyonlarını metalik çinkoya indirgemek için, sistem 1 saat süreyle elektroliz ediliyor.

1. kabın anodunda normal şartlarda 4,48 litre Cl2 gazı

açığa çıkarken 2. kapta 4,8 gram Y metali toplanmaktadır.



Buna göre n değeri kaçtır?



(Y: 48 g/mol) A) 1

12. Sınıf | Kimya

B) 2



Devreden geçen akımın şiddeti kaç amperdir?



(1F = 96500 C) A) 4,825

C) 3



D) 4 E) 5

20

D) 96,5

B) 9,65 E) 9650

C) 19,3

Kazanım Testi - 6

6. Erimiş AlCl3 ün elektrolizinde devreden 500 saniye

9. Erimiş SrCl2 eriyiği 4,825 amperlik akımla 1000 saniye

süreyle 96,5 amperlik akım geçiyor.



süreyle elektroliz ediliyor.

Buna göre,





I. Devreden geçen elektrik yük miktarı 48250 C'dur.



II. Devreden 0,5 mol elektron geçmiştir.



III. Katotto 4,5 gram Al metali birikir.



yargılarından hangileri doğrudur? (Al = 27 g/mol) A) Yalnız I

(Sr: 88 g/mol) A) 0,22

B) Yalnız II

D) I ve III

Buna göre katotta toplanan Sr metali kaç gramdır? B) 2,2 D) 22

C) 4,4

E) 44

C) I ve II

E) I, II ve III

10. Bir elektroliz devresinde katotta toplanan metalin kütlesi;

7. CuSO4 sulu çözeltisinin 0,4825 amperlik akımla 800

I. toplam elektroliz süresi,

saniye süreyle , elektrolizinde katotta kaç gram Cu



II. atom ağırlığı,

metali açığa çıkar? (Cu: 63,5 g/mol)



III. devreden geçen elektrik yük miktarı



niceliklerinden hangilerine bağlıdır?

A) 12,7

B) 2,54

D) 0,127

C) 1,27

E) 1,27.10

–2

A) Yalnız I

B) Yalnız II

D) I ve III

C) I ve II

E) I, II ve III

8. Aşağıdaki düzenekte elektrolitik saflaştırma ile bakır eldesi verilmiştir. Batarya



11.

– +

Anot (saf olmayan bakır)

–

+

Batarya – +

Katot (saf bakır)

Pt elektrot

Buna göre, 2+



I. Anotta Cu metali Cu



II. Katotta saf bakır kütlesi artar.



III. CuSO4 çözeltisinin derişimi değişmez.



ifadelerinden hangileri doğrudur? A) Yalnız I



iyonuna yükseltgenir.

Bu elektroliz kabında, anotta aşağıdakilerden hangisinin ilk önce açığa çıkması beklenir?



–

2–

(Elektron verme eğilimleri Na > H > Cu > OH > SO4 şeklindedir.)

A) Cu

B) Yalnız II C) I ve II

D) I ve III

Pt elektrot

H2O CuSO 4 Na2SO 4

CuSO 4(suda)



–

+



E) I, II ve III

21

B) H2

D) Na

C) O2

E) SO2

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Konu Öğrenimi

Korozyon Çözüm için 21920

Korozyon

Örnek Soru 20

Metaller için kullanılan korozyon (paslanma, çürüme), bir maddenin çeşitli etkiler sonucunda kimyasal olarak aşınmasına denir.

Aşağıdaki işlemlerden hangisi metallerin korozyona uğramasını engelleyici yöntemlerden biri değildir? A) Metal yüzeylerin boyanması

Demirin paslanması, gümüşün kararması, bakır ve pirinç üzerinde oluşan yeşil tabaka korozyona örnek verilebilir.

B) Metal yüzeyinin elektrolizle başka bir metal tarafından kaplanmasıdır.

Metaller nemli ortamlarda havadaki oksijenle yükseltgenip metal oksitleri oluşturarak korozyona uğrar.

C) Metal yüzeyinin çinko ile kaplanarak galvanizlenmesi

Örneğin, Fe asidik ortamda O2 ile yükseltgenerek Fe2O3. 2H2O (pas) bileşiğini oluşturur.

D) Metal yüzeyine, metalden aktifliği daha yüksek metal (kurban anot) parçaları tutturmak

Korozyon süresi, ortam şartlarına ve metalin aktifliğine bağlıdır.

E) Metal yüzeyine, metalden aktifliği daha düşük metal parçaları tutturmak

Aktifliği yüksek metallerin korozyona uğrama süresi kısadır. Korozyondan korumak için, ❉ Metaller boyanmalıdır. ❉ Metali başa bir metalle kaplamak gerekir. ❉ Korozyona dayanıklı malzemeler kullanılmalıdır. ❉ Katodik koruma sistemleri kullanmak (kurban elektrot) Katodik korumada korunacak metale daha aktif metal bağlanarak kurban edilir. Böylece asıl metal korozyona uğramamış olur.

Örnek Soru 21 Aşağıda kalay ve nikelin standart indirgenme yarı pil potansiyelleri ve yarı denklemler verilmiştir. 2+



Sn (suda) + 2e



Ni (suda) + 2e

2+

–

–

0

→ Sn(k)

E = –0,136 V

→ Ni(k)

E = –0,250 V

0

Buna göre,

I. Elektron verme eğilimi Ni > Sn’dir.

II. Sn

2+

iyonları Ni metalini yükseltger.

III. Sn’den yapılmış kabın korozyona uğramaması için Ni kurban elektrot olabilir.

Örnek Soru 19 X, Y ve Z metallerinin aktiflikleri ilişkisi X > Y > Z'dir.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Bu metallerin asidik ortamdaki O2 gazıyla korozyona uğrama süresi arasındaki ilişkiyi belirtiniz.

A) Yalnız I

12. Sınıf | Kimya



22

B) I ve II

D) II ve III

E) I, II ve III

C) I ve III

Kazanım Testi - 7

1. Elektron verme sırası Mg > Fe > Cu > Pt olduğuna

4. X, Y, Z metallerinin nemli ortamda korozyona uğrama

göre demirden yapılmış deponun korozyondan

süreleri arasındaki ilişki Y > Z > X şeklindedir.

korunması için;



Buna göre bu metallerin aktiflikleri ilişkisi



I. Mg,

aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?



II. Cu,

A) X > Z > Y



III. Pt



metallerinden hangilerini kurban elektrot olarak



B) X > Y > Z

D) Y > Z > X

C) Y > X > Z

E) Z > Y > X

kullanmak uygundur? A) Yalnız I

B) Yalnız II C) Yalnız III

D) I ve II

E) II ve III

5. Zn, Fe ve Cu metallerinin elektron verme sırası (metalik aktiflik) Zn > Fe > Cu şeklindedir.

Buna göre demir (Fe) metalinden yapılmış malzemeyi korozyondan korumak için,



I. Yüzeyini düzgün ve çatlaksız bir çinko tabakası ile kaplamak,

2. I. Demirin paslanması



II. Yüzeyini boyamak,



II. Bakırın yeşil renge dönüşmesi



III. Yüzeyine çinko (Zn) bloklar bağlamak



III. Gümüşün kararması



işlemlerinden hangileri uygulanabilir?



Yukarıdakilerden hangileri korozyona örnek

A) Yalnız I

verilebilir? A) Yalnız I

B) I ve II

D) II ve III



C) I ve III

B) Yalnız II C) I ve II

D) I ve III

E) I, II ve III

E) I, II ve III

6. Aşağıda bazı maddelerin standart yükseltgenme potansiyelleri verilmiştir. +

–



X(k) → X (suda) + e

3. I. Galvanize etme



Y(k) → Y (suda) + 3e



II. Katodik koruma



Z(k) → Z (suda) + 2e



III. Metal yüzeyini boyama



Yukarıdakilerden hangileri metalleri korozyondan





B) I ve II

D) II ve III

3+

–

E° = 1,66 V

2+

–

E° = 0,34 V

Buna göre X, Y, Z metallerinin korozyona uğrama süreleri ilişkisi aşağıdakilerin hangisinde doğru

korumak için uygulanan yöntemlerdendir? A) Yalnız I

E° = 2,71 V

verilmiştir?

C) I ve III

A) Z > Y > X

E) I, II ve III



23

B) Z > X > Y

D) X > Y > Z

C) Y > Z > X

E) X > Z > Y

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Kimya ve Elektrik

1.

Al(k)



E

o

E

o

Al3+/Al





Standart indirgenme potansiyelleri verilen yukarıdaki

= –0,744 volt

pil ile ilgili,

I. Elektron akışı Al elektrottan Cr elektroda doğrudur.



II. Standart hücre gerilimi +0,918 volttur.



III. Hücre şeması 3+

Al(k)]Al (suda) ]] Cr (suda) ] Cr(k)

şeklindedir.



yargılarından hangileri doğrudur?

Şekildeki pil sistemi ile ilgili standart indirgenme 3+

–





Al (suda) + 3e → Al(k)





Cu (suda) + 2e → Cu(k)



Buna göre,

2+

–

o

E = –1,66 V o

E = 0,34 V



I. Başlangıç pil potansiyeli 2 volttur.



II. Pil çalıştıkça 2. kaptaki Cu



III. 1. kaba aynı sıcaklıkta saf su eklenirse pil gerilimi aza-

2+

derişimi azalır.

lır.

A) Yalnız I

2. kap

potansiyeli aşağıdaki gibidir.



3+

1 M CuCI2

1. kap

= –1,662 volt

Cu

Tuz köprüsü

1 M AICI3

1M Cr(NO3)3



Cr3+/Cr

Al

Cr(k)

Tuz köprüsü

1M Al(NO3)3

Voltmetre

3.

Voltmetre



B) I ve II

D) II ve III

yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

C) I ve III



E) I, II ve III

B) Yalnız II

D) I ve III

C) I ve II

E) I, II ve III

4. Hidrojen, karbonmonoksit ya da metan gibi yakıtların yanma enerjilerini elektrik enerjisine dönüştüren elektrokimyasal cihazlara yakıt pilleri denir. Bu pilde gerçekleşen tepkimeler,

2+

–

E = +1,18 volt

–

E = –0,80 volt

2.

Mn(k) → Mn (suda) + 2e



Ag(k) → Ag (suda) + e



o

–



1. 2H2(g) + 4OH (suda) → 4H2O(s) + 4e



2. O2(g) + 2H2O(s) + 4e



şeklindedir.



Buna göre,

–

→ 4OH–(suda)



I. 1. tepkime anot tepkimesidir.



II. 2. tepkime katot tepkimesidir.

Yukarıdaki yükseltgenme potansiyellerine göre,



III. Net tepkimede ürün olarak su elde edilir.

Mn – Ag pilinin standart pil gerilimi kaç volttur?



yargılarından hangileri doğrudur?

+

A) 0,38

12. Sınıf | Kimya

D) 2,78

o

B) 1,98

C) 2,38

A) Yalnız I

E) 3,05



24

B) I ve II

D) II ve III

–

C) I ve III

E) I, II ve III

Tekrar Testi

5. Aşağıdaki değişimlerden hangisinin, elektrokimyasal

Voltmetre

8.

bir pilin anot elektrodunda ya da anot kabında gerçekleşmesi olanaksızdır?

Zn

A) Çözelti pH’sinin artması

Zn

Tuz köprüsü

elektrot

elektrot

B) Çözeltideki katyon derişiminin artması C) Tuz köprüsünden anyonların gelmesi 0,1 M ZnCI2(suda)

D) Yükseltgenmenin olması

(1. kap)

E) Elektrot kütlesinin azalması

1 M ZnCI2(suda) (2. kap)

Yukarıdaki derişim pili ile ilgili,



I. 1. kap anottur.



II. Başlangıçta pilin potansiyeli 0,3 volttur.



III. Kaplardaki derişimler eşitleninceye kadar pil çalışır.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

B) Yalnız III

D) II ve III

C) I ve III

E) I, II ve III

6. Korozyonla ilgili olarak,

I. Kendiliğinden gerçekleşen redoks tepkimesidir.



II. Katodik koruma yöntemi ile önlenebilir.



III. Tüm metaller oda sıcaklığında korozyona yarar.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

B) Yalnız II

D) I ve III

C) I ve II

9. Aşağıda bir hücre şeması verilmiştir.

E) I, II ve III

Voltmetre



Al elektrot

Fe elektrot

Tuz köprüsü

3+

3+

0,1 M Al I. yarı hücre 3+

–

0,01 M Fe II. yarı hücre o

7. Lityum-iyon pilleriyle ilgili,



Fe (suda) + 3e





Al (suda) + 3e



Buna göre bu pilin hücre potansiyeli aşağıdakilerin

I. Tekrar yükleme (şarj) yapılabilir.



II. Cep telefonlarında kullanılabilen pil türüdür.



III. Katı elektrolit içerir.



açıklamalarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

–

E = –0,040 volt

→ Al(k)

E = –1,662 volt

o

hangisinde doğru verilmiştir?

B) Yalnız II

D) I ve III

3+

→ Fe(k)

C) I ve II

(Nerst eşitliğinde 0,0592 sayısını 0,06 alınız.) A) 1,602

E) I, II ve III



25

D) 1,632

B) 1,612

C) 1,622

E) 1,722

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Kimya ve Elektrik

1. Erimiş CaCl2 tuzu 19,3 amperlik akımla 100 saniye



süreyle elektroliz ediliyor.

4.

Voltmetre





Buna göre katotda kaç gram Ca metali toplanır?



(Ca: 40 g.mol )

Cu

–1

A) 0,4

B) 2

C) 4

D) 8

E) 40



2. X çubuk



0,5 M CuSO4

1 M CuSO4

Şekildeki pil sistemiyle ilgili olarak, I. 1. kap anot, 2. kap katotdur.



II. 2. kaba çözelti hacmi kadar arı su eklenirse pil çalışIII. Elektronların iletken teldeki yönü 2. kaptan 1. kaba doğrudur.

Y kap



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

Şekildeki sistemde Y kabı zamanla aşınırken X çubukta



bir değişim gözlenmemektedir.

2

maz.

çözeltisi



1



Z(NO3)3

Cu

Tuz köprüsü

B) Yalnız II

D) I ve III

C) I ve II

E) I, II ve III

Buna göre, 3+

n+

I. Kapta 3Y(k) + nZ (suda) → 3Y (suda) + nZ(k) tepkimesi gerçekleşmiştir.

II. X'in aktifliği Y'den büyüktür.



III. X metalinden yapılmış kapa Z(NO3)3 çözeltisi saklanamaz.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

B) Yalnız II

D) I ve II

C) Yalnız III

E) I ve III

5. Şekildeki kaplardan sadece II. kapta tepkime gerçekleşmektedir. Z

2+

–

E = +0,44 volt

2+

–

E = –0,34 volt

3.

Fe(k) → Fe (suda) + 2e



Cu(k) → Cu (suda) + 2e



o o

+

Fe ve Cu elektrodları kullanılarak hazırlanan bir pilde,

• Fe elektrod 0,1 M Fe • Cu elektrod 1 M Cu

2+

2+

çözeltisine



çözeltisine





daldırılmıştır.



Buna göre, bu elektrokimyasal pilin gerilimi kaç

12. Sınıf | Kimya

+

X çözeltisi

Y çözeltisi

I

II

Buna göre, X, Y ve Z metallerinin yükseltgenme potansiyelleri arasındaki ilişki aşağıdakilerin hangisinde doğru olarak verilmiştir?

volttur? A) 0,75 B) 0,78

Z

A) Y > Z > X C) 0,81

D) 1,08

E) 1,38



26

B) X > Y > Z

D) X > Z > Y

C) Y > X > Z

E) Z > X > Y

Fasikül Bitirme Testi - 1

6. Seri bağlı kaplarda CuCl2 ve XCl sıvısı elektroliz edilirken

9. Aşağıda üç farklı pil düzeneği verilmiştir.

25,6 gram Cu açığa çıktığında, diğer kapta 18,4 gram X

I

açığa çıkıyor.



Buna göre X'in atom ağırlığı kaç g/mol dür?

Tuz köprüsü

X

X

(Cu = 64 g/mol) A) 7

B) 11

C) 23

D) 46

E) 92

XCl 1M 10 mL II

Tuz köprüsü

X

XCl 0,2 M 10 mL

7. Aşağıda bazı standart indirgenme yarı pil potansiyelleri verilmiştir. +2

–

E = +2,87 volt

+2

–

E = +0,44 volt



Ca(k) → Ca (suda) + 2e



Fe(k) → Fe (suda) + 2e



XCl 1M 10 mL

III

o

YCl 0.2 M 20 mL Tuz köprüsü

Z

o

Y

Z

Buna göre, Ca – Fe pilinin başlangıç standart pil potansiyeli kaç volttur? A) 3,31

B) 2,43

D) –2,43

ZCl 0,2 M 10 mL

C) –3,31

E) 2,87

ZCl 1M 10 mL

Buna göre verilen koşullarda bu pillerden hangileri çalışmaz? A) Yalnız I

8.



Tuz köprüsü

Cu(k)

B) Yalnız II

D) I ve II

C) Yalnız III

E) I ve III

Cu(k)

0,1 M +2 Cu

0,01 M 2+ Cu

(1.kap)

(2.kap)

Yukarıda verilen derişim piliyle ilgili,

10. Aşağıdaki tepkimelerden hangisi yükseltgenme-



I. 1. kaba arı su eklenirse pil gerilimi azalır.



II. Pil bittiğinde kaplardaki Cu



III. Başlangıçta pil potansiyeli 0,03 volttur.

A) 2Al + 3/2O2 → Al2O3



yargılarından hangileri doğrudur?

B) Na + HCl → NaCl + 1/2H2



(Nerst eşitliğinde 0,06 değerini kullanınız.)

C) C2H2 + 2H2 → C2H6

A) Yalnız I

D) MgCO3 → MgO + CO2



2+

B) Yalnız II

D) I ve III

indirgenme tepkimesi değildir?

iyon derişimleri eşit olur.

C) I ve II

E) H2 + Cl2 → 2HCl

E) I, II ve III

27

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Kimya ve Elektrik

1.

4.

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + ısı

Tuz köprüsü

tepkimesiyle ilgili,



I. CH4 yükseltgenmiş, O2 indirgenmiştir.



II. Yanma tepkimesidir.



III. Redoks tepkimesidir.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

Ag

Ag



B) Yalnız II

D) II ve III



C) I ve II

0,1 M AgNO3

1M AgNO3

I. kap

II. kap

Şekildeki pil sistemi için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? (Sıcaklık sabittir.)

E) I, II ve III

A) I. kapta yükseltgenme tepkimesi olur. B) II. kaptaki Ag elektrodun kütlesi artar. C) II. kaba su katılırsa gerilim düşer. D) I. kaba AgNO3 katısı katılırsa gerilim düşer. +

E) Tepkime süresince I. kaptaki Ag derişimi azalır.

2. 2 M 250 ml KCl sulu çözeltisi 0,05 faradaylık akımla –

elektroliz edildiğinde son çözeltideki Cl iyonları derişimi kaç molar olur?

–

–

(Elektron verme sırası K > H > Cl > OH şeklindedir.) A) 0,15

B) 0,18

D) 1,5

C) 0,45

E) 1,8

5.

Tuz köprüsü Co

Ag

2+

3. Seri bağlı iki elektroliz kabından birincisinde Mg , ikincisinde ise X

n+

iyonlarını içeren elektrolitler

bulunmaktadır. Birinci kapta 3,6 gram Mg metali açığa çıktığında ikinci kapta 0,1 mol X metali toplanmaktadır.

1M + Ag

1M 2+ Co

1. kap

2.kap

Yukarıda verilen pil tepkimesinde,



I. 2. kaba Li2S katısı ekleniyor.



II. 1. kaba Li2S katısı ekleniyor.



III. 2. kaba CoCl2 katısı ekleniyor.



işlemleri ayrı ayrı uygulandığında pil gerilimi nasıl değişir?

Buna göre, X elementi çin,

(Ag2S ve CoS suda çözünmez)



I. n = 3'tür.



II. X elementinin sülfat tuzunun formülü X2(SO4)3 tür.





III. 2A grubundadır.

A) Azalır

Artar

Artar



yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur?

B) Artar

Azalır

Azalır



(Mg = 24 g/mol)

C) Artar

Azalır

Artar

D) Artar

Artar

Artar

E) Azalır

Azalır

Azalır

A) Yalnız I

12. Sınıf | Kimya

B) Yalnız II

D) II ve III

C) I ve II

E) I, II ve III

28

I



II



III

Fasikül Bitirme Testi - 2

6.

8. C2H6O + K2Cr2O7 + H2SO4

Tuz köprüsü

Cu

→ C2H4O + K2SO4 + Cr2O3 + H2O



Cu



Yukarıdaki tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde ürünlerin katsayıları toplamı kaç olur?

1 M 100 mL CuCl2 çözeltisi 1. kap



A) 3

0,5 M 100 mL CuCl2 çözeltisi

B) 7

C) 9

D) 12

E) 20

2.kap

Yukarıdaki derişim piliyle ilgili,



I. 1. kaba 100 mL saf su eklenirse pil çalışmaz.



II. 2. kaba 100 mL saf su eklenirse gerilimi artar.



III. 2. kaba aynı çözeltiden 100 mL eklenirse pil gerilimi sıfır olur.



yargılarından hangileri doğrudur?



(Sıcaklık sabittir.) A) Yalnız I

B) Yalnız II

D) I ve III

9. Hücre şeması 2+



C) I ve II



E) I, II ve III

+

Zn(k)  Zn (1M)   Ag (1M)  Ag(k)

olarak verilen elektrokimyasal hücreyle ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?



(Zn/Zn

2+

+

için E° = +0,76 Volt, Ag/Ag E° = –0,80 Volt)

A) Net pil denklemi +

2+

Zn(k) + 2Ag (suda) D Zn (suda) + 2Ag(k) dir. B) Pil potansiyeli +1,56 Volt'tur. +

C) Zamanla Ag iyonları derişimi 1 molardan küçük olur. D) Tuz köprüsündeki anyonlar Ag elektrotun bulunduğu

7. Al

E) Anoda saf su eklenince pil gerilimi artar.

Ag

1M Al2(SO 4)3



hücreye gider.

Tuz köprüsü

1M AgNO3

Şekildeki pil sisteminde elektronların dış devrede Al'den Ag'ye doğru aktığı bilindiğine göre,



I. Ag yarı piline katı AgNO3 katmak,



II. Al yarı piline su katmak,



III. Al yarı piline katı Al(NO3)3 tuzu eklemek



işlemlerinden hangileri sabit sıcaklıkta yapılırsa pil

10. 0,09 litre 2 molar Zn(NO3)3 çözeltisindeki bütün Zn

iyonlarını metalik çinkoya indirgemek için sistem 1 saat süreyle elektroliz ediliyor.



gerilimi azalır? A) Yalnız I

+2

Buna göre devreden geçen akımın şiddeti kaç amperdir?

B) Yalnız II

D) I ve III

C) I ve II

A) 4,825

E) I, II ve III



29

B) 9,65

D) 96,5

C) 19,3

E) 9650

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

Kimya ve Elektrik

1.

3. Periyodik cetvelin bir kesitindeki elementler aşağıda

Tuz köprüsü

Zn

gösterilmiştir.

Zn

1A 2A

3A

X

1. kap



Z

1M1L Zn(NO3)2

0,5 M 1 L Zn(NO3)2



2.kap



I. 1. kaba 0,5 mol katı Zn(NO3)2 ilave etmek,



II. 1. kaptaki çözeltinin hacmi 500 mL kalıncaya kadar

B) Z en kuvvetli indirgendir. C) Metalik aktiflikleri ilişkisi Z > X > Y'dir. +

D) Y + 3Z → Y

suyu buharlaştırmak,

III. 2. kaba 1 L su eklemek



işlemlerinden hangileri ayrı ayrı uygulanabilir?



Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A) X'in birinci iyonlaşma enerjisi Y'ninkinden büyüktür.

Yukarıdaki düzenekte pil gerilimini sıfır yapmak için,

A) Yalnız I

Y

+3

+ 3Z tepkimesi kendiliğinden gerçekleşir.

E) Elektron alma eğilimleri ilişkisi Y

B) Yalnız II

D) I ve III

+3

>X

+2

+

> Z şeklinde-

dir.

C) I ve II

E) I, II ve III

4.

SO2(g) +

1 2

O2(g) → SO3(g)

Yukarıdaki kimyasal tepkimeyle ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Homojen bir tepkimedir.

V

2.

B) İndirgenme-yükseltgenme (redoks) tepkimesidir.

Tuz köprüsü

Ag

Ni

C) O2 yükseltgendir. D) 1 mol kükürt (S) 2 mol elektron vererek yükseltgenmiştir.

1 M AgNO3



+

–

Ag → Ag + e Ni → Ni

2+

E) SO2 yükseltgendir.

1 M Ni(NO3)2

–

+ 2e

E° = –0,80 Volt E° = +0,25 Volt

Yukarıdaki pil için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Pil potansiyeli 1,05 volttur. B) Ag elektrot katot, Ni elektrot anottur.

5.

C) Ag elektrodunun yüzey alanını artırmak pil potansiyelini



artırır.

+2

–

+

+ MnO 4 + 8H → 5Fe

+3

+ X + 4H2O

denkleştirilmiş tepkimede yer alan X aşağıdakilerden hangisidir?

D) Tuz köprüsünde anyonlar Ni kabına geçerler.

A) Mn

E) Ag çubuğun kütlesi zamanla artar.

12. Sınıf | Kimya

5Fe



30

+

2+

B) Mn

D) MnO

E) Mn

C) Mn 4+

Fasikül Bitirme Testi - 3

6. Şekildeki seri bağlı kaplarda bulunan erimiş tuzlar belirli

9. Şekildeki sistemde sulu NaCl çözeltisi elektroliz

süreyle elektroliz ediliyor.

edilmektedir. – +



NaCl

CaCl2

1

4 –



AlCl3 3

NaCl sulu çözeltisi

+

Buna göre katotlarda toplanan maddelerin



mol sayıları belirli bir süre arasındaki ilişki



aşağıdakilerden hangisidir? A) n1 > n2 > n3

B) n3 > n2 > n1

D) n2 > n3 > n1

C) n1 > n2 = n3

E) n3 > n1 > n2

Katotta H2 gazı, anotta ie Cl2 gazı açığa çıktığına göre,



I. Zamanla kaptaki çözeltinin pH'ı artar.



II. H iyonunun elektron alma eğilimi Na iyonunkinden

+

+

fazladır. –

III. Elektron verme sırası OH < Cl < H < Na şeklindedir.



yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I

7. Al

3+

Zn



–

(suda) + 3e → Al(k) E = –1,662 V

2+

–



B) Yalnız II

D) I ve III

C) I ve II

E) I, II ve III

–

(suda) + 2e → Zn(k) E = –0,762 V

Standart indirgenme potansiyelleri verilen türlere göre,



Al(k)  Al

3+

2+

(0,1 M)  Zn (1 M)  Zn(k)

pil şeması ile gösterilen galvanik hücrenin pil gerilimi kaç volttur? (Nerst denklemindeki değeri 0,06 alınız.) A) 0,88

B) 0,90

D) 0,94

10.

Tuz köprüsü

C) 0,92

X

Y

E) 0,96



Yukarıdaki pil düzeneğinde elektronlar X elektrodundan Y elektroduna doğru hareket ediyor.

8. Yükseltgenme, bir atom ya da iyonun elektron vermesi,

1M +2 Y

1M + X

indirgenme ise bir atom ya da iyonun elektron almasıdır.



Buna göre,



Buna göre, +

I. X elektrodundaki tepkime, X(k) → X (suda) + e



şeklindedir.



I. Nötr bir atom yükseltgenirse katyon oluşur.



II. Katyonun anyona dönüşmesi indirgenmedir.



III. Anyon yükseltgenirse katyon oluşur.



III. X metali Y metalinden daha aktiftir.



yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur?



yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I

B) Yalnız II

D) I ve III



–

II. X'in yükseltgenme yarı pil potansiyeli Y'ninkinden küçüktür.

C) I ve II

A) Yalnız I

E) II ve III



31

B) Yalnız II

D) I ve III

C) I ve II

E) I, II ve III

1. Fasikül | Kimya ve Elektrik

CEVAP ANAHTARLARI 1. FASİKÜL: KİMYA VE ELEKTRİK İNDİRGENME - YÜKSELTGENME TEPKİMELERİ (REDOKS) Test No

1

2

3

4

5

6

Test 1

E

C

A

A

E

B

7

8

9

10

11

12

13

İNDİRGENME - YÜKSELTGENME TEPKİMELERİ (REDOKS) Test No

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Test 2

A

E

D

B

B

D

C

E

B

D

D

E

B

10

11

12

13

11

12

13

GALVANİK HÜCRELER Test No

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Test 3

C

D

C

E

B

C

D

D

D

Aktiflik Test No

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Test 4

C

C

E

C

A

A

B

C

A

C

Standart Olmayan Koşullarda Pil Gerilimi Test No

1

2

3

4

5

6

7

8

Test 5

E

D

C

E

C

D

C

C

9

10

11

12

13

12

13

Elektrolitik Hücreler (Elektroliz) Test No

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Test 6

C

D

C

A

B

E

D

E

B

E

C

8

9

10

11

12

13

11

12

13

12

13

Korozyon Test No

1

2

3

4

5

6

Test 7

A

E

E

A

E

A

7

KİMYA VE ELEKTRİK (Tekrar Testİ) Test No

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Test 1

E

B

C

E

A

C

E

C

A

10

KİMYA VE ELEKTRİK (Fasİkül Bİtİrme Testİ) Test No

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Test 1

A

A

C

C

D

C

B

E

A

D

Test 2

E

E

C

E

B

C

C

C

D

B

Test 3

D

C

A

E

C

A

C

C

E

D

Anlatımdaki soruların çözümleri için

veya

11

www.testokul.com