İçeriğe geç

12. sınıf · Kimya · 8. hafta (2-6 Kasım 2026)

Kimyasallardan Elektrik Üretimi: Galvanik Pillerin Çalışma İlkesi, Pil Potansiyelini Etkileyen Faktörler ve Lityum İyon Pilleri (12.1.4.2): çalışma kâğıdı

12 soru. Yazdırmak için PDF'i indirin; cevaplı sürüm öğretmenler için.

PDF indir Cevaplı PDF Konu özeti
DERS KUTUSUDERSKUTUSU.COM
ÇALIŞMA KÂĞIDICEVAPLI
12. Sınıf · Kimya · 8. Hafta
Ad Soyad:Sınıf / No:Tarih:

Kimyasallardan Elektrik Üretimi: Galvanik Pillerin Çalışma İlkesi, Pil Potansiyelini Etkileyen Faktörler ve Lityum İyon Pilleri (12.1.4.2)

Galvanik pillerde anot ve katot yarı hücrelerinin metal aktiflik farkının standart pil potansiyeline etkisini analiz eder. · Pil tepkimelerini kimyasal denge ilkesiyle ilişkilendirerek pil potansiyelini etkileyen ve etkilemeyen faktörleri yorumlar. · Lityum iyon pillerinin anot-katot yapısını, elektrot tepkimelerini, avantajlarını ve kullanım alanlarını açıklar.

HATIRLAYALIM
  • Galvanik pilde kullanılan elektrotların aktiflikleri arasındaki fark ne kadar büyükse üretilen standart pil potansiyeli de o kadar yüksektir.
  • Pil tepkimeleri ekzotermik denge tepkimeleridir; dengeyi ürünlere kaydıran etkiler (katot derişimini artırmak, soğutmak) pil gerilimini artırır.
  • Lityum en düşük indirgenme potansiyeline (-3,04 V) ve en küçük mol kütlesine sahip metaldir; lityum iyon pilinde anot grafit, katot CoO2'dir.
1Eşleştirme

Lityum iyon pilleri ve galvanik pil bileşenlerini işlevleriyle eşleştiriniz.

Grafit AnotLi tutan karbonCoO₂ KatotMetal oksit katotKatı PolimerSusuz elektrolitElektrot KütlesiYalnız ömrü etkiler
c1. Grafit Elektrot
a2. Kobalt(IV) oksit (CoO2)
b3. Katı Polimer
a)Lityum iyon pillerinde katot elektrot olarak kullanılan metal oksit
b)Lityum iyon pillerinde iyon geçişini sağlayan susuz elektrolit
c)Lityum iyon pillerinde anot olarak kullanılan katmanlı karbon yapısı
2Doğru mu, yanlış mı?

Galvanik piller ve lityum iyon pilleriyle ilgili ifadelerden doğru olanlara D, yanlış olanlara Y yazınız.

Aktiflik FarkıArtarsa E_pil artarIsıtma EtkisiEkzotermik: E azalırSusuz PolimerLi suyla tepkime verirÇözelti HacmiSabit derişimde aynı
DY
Galvanik bir pilde anot ve katot metallerinin aktiflik farkı arttıkça standart pil potansiyeli artar.✓
Pil tepkimeleri ekzotermik olduğu için sistem ısıtıldığında pil potansiyeli yükselir.✓
Lityum iyon pillerinde lityum suyla tepkimeye gireceğinden sulu elektrolit kullanılmaz.✓
Sabit derişimde yarı hücrelerdeki çözelti hacmini iki katına çıkarmak pil gerilimini iki katına çıkarır.✓
3Çoktan seçmeli

Görseldeki Mg(k) + 2Ag+ ⇌ Mg2+ + 2Ag(k) + Isı pilinin potansiyelini artırmak için hangisi yapılmalıdır?

DENGE: Mg(k) + 2Ag⁺(Katot) ⇌ Mg²⁺(Anot) + 2Ag(k) + ISIKatot kabına AgNO₃ eklemek → [Ag⁺] artar → Denge ürünlere kayar → E_pil ARTARAnot kabına su eklemek veya sistemi soğutmak da E_pil gerilimini artırır.
  1. AKatot yarı hücresine AgNO3 katısı ekleyip çözmek
  2. BAnot yarı hücresine Mg(NO3)2 katısı eklemek
  3. CKatot yarı hücresine aynı sıcaklıkta saf su eklemek
  4. DPil sisteminin sıcaklığını artırmak
4Kısa cevap

Taşınabilir elektronik cihazlarda ve elektrikli otomobillerde lityum iyon pillerinin tercih edilmesini sağlayan iki temel elektrokimyasal özellik nedir?

LİTYUM İYON PİLLERİNİN TEMEL ÜSTÜNLÜKLERİE°_yüks = +3,04 VEn yüksek potansiyelDüşük Mol KütlesiÇok hafif ve kompaktTekrar Şarj (3,4 V)Geniş sıcaklık aralığı
Lityumun yükseltgenme potansiyelinin en yüksek (+3,04 V) ve mol kütlesinin çok küçük (hafif) olup.
5Açık uçlu

Standart indirgenme potansiyelleri Mg(-2,37 V), Cr(-0,74 V) ve Ag(+0,80 V) olan metallerden kurulan Mg-Ag ve Cr-Ag pillerinin voltajlarını karşılaştırınız.

Mg-Ag pilinin gerilimi 2,37 + 0,80 = 3,17 V, Cr-Ag pilinin gerilimi 0,74 + 0,80 = 1,54 V olur.
6Tabloyu tamamla

Zn(k) + Cu2+(suda) ⇌ Zn2+(suda) + Cu(k) + Isı pilinde yapılan işlemlerin denge yönüne ve pil potansiyeline etkisini tamamlayınız.

Uygulanan İşlemDengenin Kaydığı YönPil Potansiyeli (Epil) Değişimi
Anot (Zn2+) kabına saf su eklemekÜrünler (Sağ) yönüneZn2+ derişimi azalır, Epil artar
Katot (Cu2+) kabına saf su eklemekGirenler (Sol) yönüneCu2+ derişimi azalır, Epil azalır
Pil sistemini soğutmak (sıcaklığı düşürmek)Ürünler (Sağ) yönüneEkzotermik denge sağa kayar, Epil artar
Zn elektrodun yüzey alanını artırmakDenge yönü değişmezEpil değişmez (yalnız pil ömrü değişir)
7Sıralama

Görseldeki lityum iyon pilinin deşarj (elektrik üretme) sürecindeki basamakları gerçekleşme sırasına göre diziniz.

1. Anot (Grafit)Li → Li⁺ + e⁻2. Dış DevreElektron akışı3. ElektrolitLi⁺ katoda göçer4. Katot (CoO₂)LiCoO₂ oluşumu
  1. 3Li+ iyonlarının susuz katı polimer elektrolitten katoda doğru göç etmesi
  2. 4Katotta Li+ iyonlarının CoO2 ve elektronlarla birleşerek LiCoO2 oluşturması
  3. 1Grafit anot katmanındaki lityum atomlarının yükseltgenerek Li+ ve elektron vermesi
  4. 2Açığa çıkan elektronların dış devreden geçerek elektrik akımı oluşturması
8Eşleştirme

Lityum iyon piline ait yarı tepkimeleri ve değerleri açıklamalarıyla eşleştiriniz.

Anot TepkimesiLi(k) → Li⁺ + e⁻Katot TepkimesiLi⁺+CoO₂+e⁻→LiCoO₂Net TepkimeLi + CoO₂ → LiCoO₂Çalışma Aralığı10 °C - 55 °C verim
a1. Li(k) -> Li+ + e-
c2. Li+ + CoO2 + e- -> LiCoO2
b3. Li(k) + CoO2 -> LiCoO2
a)Lityum iyon pilinin grafit anot elektrodunda gerçekleşen yükseltgenme
b)Lityum iyon pilinin yaklaşık 3,4 V gerilim üreten net deşarj tepkimesi
c)Lityum iyon pilinin katot elektrodunda gerçekleşen indirgenme
9Çoktan seçmeli

Görseldeki indirgenme potansiyelleri X(-1,66 V), Y(-0,44 V) ve Z(+0,34 V) olan metallerle kurulan pillerin gerilimleri nasıl sıralanır?

İNDİRGENME POTANSİYELLERİ: X(-1,66 V) · Y(-0,44 V) · Z(+0,34 V)X - Z Pili1,66 + 0,34 = 2,00 VX - Y Pili1,66 - 0,44 = 1,22 VY - Z Pili0,44 + 0,34 = 0,78 V
  1. AE(X-Z) > E(X-Y) > E(Y-Z)
  2. BE(X-Y) > E(X-Z) > E(Y-Z)
  3. CE(Y-Z) > E(X-Z) > E(X-Y)
  4. DE(X-Z) > E(Y-Z) > E(X-Y)
10Boşluk doldurma

Cümlelerdeki boşlukları kutudaki kavramlarla tamamlayınız.

ELEKTROKİMYASAL PİL ÖZELLİKLERİLityum (-3,04 V)En aktif metalEkzotermik PilSoğutulursa E artarYüzey AlanıPil ömrünü etkiler
lityumömrünüekzotermikendotermik
  1. Periyodik sistemde standart indirgenme potansiyeli -3,04 V ile en küçük olan metal lityum elementidir.
  2. Galvanik pil tepkimeleri ekzotermik karakterde olduğundan soğutulduğunda pil potansiyeli artar.
  3. Elektrotların kütlesi ve yüzey alanı pilin başlangıç potansiyelini değil, pil ömrünü etkiler.
11Doğru mu, yanlış mı?

Pil potansiyeli ve lityum pilleriyle ilgili ifadelerden doğru olanlara D, yanlış olanlara Y yazınız.

DY
Yarı hücre tepkimesi bir katsayıyla çarpıldığında standart elektrot potansiyeli (E°) değişmez.✓
Lityum iyon pilleri tekrar şarj edilerek defalarca kullanılabilen sekonder (ikincil) pillerdir.✓
Anot yarı hücresindeki katyonları çöktüren bir madde eklenirse pil potansiyeli azalır.✓
Dış devrede elektronların akış yönü daima anot elektrottan katot elektroda doğrudur.✓
12Şifreli kelime

İpuçlarına karşılık gelen kavramları yazarak anahtar kelimeyi bulunuz.

Standart yükseltgenme potansiyeli en yüksek (+3,04 V) olan hafif alkali metal (6 harf)LİTYUM
Galvanik pilde yükseltgenmenin gerçekleştiği negatif yüklü elektrot (4 harf)ANOT
Lityum iyon pillerinde anot olarak kullanılan katmanlı karbon allotropu (6 harf)GRAFİT

Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: İNİ