Elektroliz: Elektrolitik Hücreler, Faraday Elektroliz Kanunları (Q = I·t) ve Elektroliz Hesaplamaları (12.1.5.1)
Elektroliz olayını ve elektrolitik hücrenin yapısını açıklar. · Yük, akım şiddeti, süre ve Faraday sabiti arasındaki ilişkiyi kurar. · Faraday kanunlarıyla tek ve seri bağlı kaplarda toplanan madde miktarını hesaplar.
- Elektrolizde istemsiz redoks tepkimesi dış üreteçle yürütülür. Anot üretecin (+) kutbuna, katot (−) kutbuna bağlıdır; anotta yükseltgenme, katotta indirgenme olur.
- Q = I · t (C = A · s); 1 F = 1 mol e− ≈ 96 500 C; ne = I · t96 500. Toplanan madde kütlesi geçen yükle doğru orantılıdır.
- Seri bağlı kaplardan aynı yük geçer: n1 · z1 = n2 · z2. Kaplamada eşya katoda, kaplama metali anoda bağlanır.
Görselde erimiş NaCl’nin elektrolizi için kurulan düzenek verilmiştir. Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- AX elektrodu katottur.
- BNa+ iyonları Y elektroduna gider ve indirgenir.
- CY elektrodunda Cl2 gazı oluşur.
- DGerçekleşen tepkime istemlidir.
Elektrolizle ilgili aşağıdaki ifadelerden doğru olanlara D, yanlış olanlara Y yazınız.
| D | Y | |
| Elektrolitik hücrede üretecin (+) kutbuna bağlanan elektrot anottur. | ✓ | |
| Elektroliz sırasında katotta yükseltgenme gerçekleşir. | ✓ | |
| 1 mol elektronun taşıdığı yük yaklaşık 96 500 C’tur. | ✓ | |
| Seri bağlı elektroliz kaplarının her birinden farklı miktarda yük geçer. | ✓ |
Erimiş CaCl2 elektrolizinde katotta gerçekleşen yarı tepkimeyi yazınız.
Bir elektroliz devresinden geçen akım şiddeti (I), süre (t), yük (Q) ve elektron mol sayısıyla (ne) ilgili tabloyu tamamlayınız. (1 F = 96 500 C)
| I (A) | t (s) | Q (C) | ne (mol) |
|---|---|---|---|
| 2 | 4825 | 9650 | 0,1 |
| 5 | 1930 | 9650 | 0,1 |
| 4 | 9650 | 38 600 | 0,4 |
Görseldeki düzenekte demir bir çatal gümüşle kaplanacaktır. Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- AÇatal anot olarak kullanılır.
- BGümüş çubuk üretecin (−) kutbuna bağlanır.
- CÇatal üretecin (−) kutbuna bağlanır ve üzerinde Ag+ iyonları indirgenir.
- DElektroliz ilerledikçe gümüş çubuğun kütlesi artar.
Erimiş Al2O3 elektrolizinde katotta 2,7 g alüminyum toplanması için devreden 9,65 A akım kaç saniye geçirilmelidir? (Al: 27 g/mol, 1 F = 96 500 C)
- A3000
- B1000
- C9000
- D300
Görselde verilen AgNO3 çözeltisinin elektrolizinde devreden 9,65 A akım 1000 s boyunca geçirilmiştir. Buna göre katotta kaç gram gümüş toplanır? (Ag: 108 g/mol, 1 F = 96 500 C)
- A5,4
- B21,6
- C1,08
- D10,8
Görselde seri bağlı iki elektroliz kabı verilmiştir. Bir süre sonra I. kabın katodunda 0,4 mol Ag toplandığına göre aynı sürede II. kabın katodunda kaç mol Cu toplanır?
- A0,1
- B0,2
- C0,4
- D0,8
Kavramları uygun açıklamalarla eşleştiriniz.
İpuçlarına uyan kavramları yazınız. Turuncu kutulardaki harfler, elektroliz kabında elektrotlara doğru hareket eden yüklü taneciklerin adını verecektir.
Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: İYON
Cümlelerdeki boşlukları kutudaki uygun kavramlarla tamamlayınız. Kutudaki bir kavram kullanılmayacaktır.
- İstemsiz bir redoks tepkimesinin dışarıdan elektrik enerjisi verilerek gerçekleştirilmesine elektroliz denir.
- Elektrolizde anyonlar anot elektroda giderek elektron verir.
- Metal katyonları katot elektrotta elektron alarak metale dönüşür.
- Bir eşyanın elektrolizle başka bir metalle kaplanmasına galvanoplasti denir.
Galvanik pilde ve elektrolitik hücrede anotta gerçekleşen olay aynıdır ama anodun işareti farklıdır. Bu durumu açıklayınız.
Görseldeki erimiş NaCl elektrolizinde anotta 0,5 mol Cl2 gazı toplandığına göre devreden geçen yük kaç faradaydır?
- A2
- B0,5
- C1
- D0,25
Bir elektroliz kabından geçen akım şiddeti 2 katına çıkarılıp süre yarıya indirilirse katotta toplanan madde kütlesi nasıl değişir?
- A2 katına çıkar.
- BYarıya iner.
- CDeğişmez.
- D4 katına çıkar.
Seri bağlı iki kaptan birincisinin katodunda 0,3 mol Cu (Cu2+ iyonlarından) toplanırken ikinci kabın katodunda X3+ iyonlarından kaç mol X toplanır?