ELEKTROKİMYA TEST ÇÖZÜMLERİ

12. Sınıflar kimya dersi. Yükseltgenme – indirgenme, elektrot potansiyeli, redoks tepkimelerinin denkleştirilmesi ve elektroliz ile ilgili testin çözümleri.



Çözüm – 1 

MnO2 + Al → Mn + Al2O3

Mn elementi sol tarafta +4, sağ tarafta 0 değerliklidir. Mn elementi indirgenmiştir.

Al elementi sol tarafta 0, sağ tarafta +3 değerliklidir. Al elementi yükseltgenmiştir.

İndirgenme yarı tepkimesini yazalım.

Mn+4 + 4e- → Mn

Yükseltgenme yarı tepkimesi;

2Al → Al2+3 + 6e-

Bu iki tepkimeyi alt alta yazalım.

Mn+4 + 4e- → Mn

2Al → Al2+3 + 6e-

Sağ ve sol taraftaki elektron sayılarının eşit olması lazım. Bunun için 1. bileşiği 3 ile 2. bileşiği 2 ile çarpmalıyız.

3Mn+4 + 12e- → 3Mn

4Al → 2Al2+3 + 12e-

İki tepkimeyi birleştirirsek;

3Mn+4 + 12e- + 4Al→3Mn + 2Al2+3 + 12e-

Denklemin her iki tarafındaki elektronları kaldırabiliriz. Diğer elementlerin katsayılarını ana denkleme uygularız.

3MnO2 + 4Al → 3Mn + 2Al2O3

Denklemin her iki tarafında eşit sayıda Al, Mn ve O atomu var. Başka bir şey yapmamıza gerek yok.

Denklemin denk hali;

3MnO2 + 4Al → 3Mn + 2Al2O3

Şeklindedir. Girenler kısmında gerekli Al atomu sayısı ise 4’tür.

Doğru cevap D seçeneği.

Çözüm – 2 

Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu

Ag + 2HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O

Yükseltgen element indirgenen elementdir. İndirgenen element kendisi indirgenirken diğer elementi yükseltmiştir.

O halde indirgenen elementleri bulmalıyız.

1. tepkimede Cu elementi +2 değerlikli iken 0 değerine indirgenmiştir.

2. tepkimede N elementi + 5 değerlikli iken +4 değerine indirgenmiştir. (NO2 bileşiği)

Buna göre Cu ile N atomları kendileri indirgenirken Zn ve Ag elementlerini yükseltmişlerdir.

Doğru cevap B seçeneği.


Çözüm – 3 

NaAsO3  bileşiğinde O atomu – 2 değerlikli, Na atomu + 1 değerliklidir. Buna göre 3 O atomu toplam – 6 değerliğe sahiptir. Buna Na atomunun +1 değerliğini ilave edersek O ile Na atomlarının yük toplamı – 5 olur. Bileşiğin toplam yükü 0 olduğundan As elementi +5 değerliklidir.

Doğru cevap E seçeneği.


Çözüm – 4 

Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O

Cu atomu sol tarafta 0 değerlikli, sağ tarafta +2 değerliklidir. Cu atomu yükseltgenmiştir.

N atomu sol tarafta +5 değerlikli, sağ tarafta +5 ve +2 değerliklidir. N atomu indirgenmiştir.


Yükseltgenme yarı tepkimesi,

Cu → Cu+2 + 2e-

İndirgenme yarı tepkimesi

N+5 + 3e- → N+2


İki tepkimeyi alt alta yazalım,

Cu → Cu+2 + 2e-

N+5 + 3e- → N+2


Her iki yarı tepkimede sağ ve sol taraftaki elektron sayıları eşit olmalıdır. Elektron sayılarını eşitlemek için 1. Tepkimeyi 3 ile 2. Tepkimeyi 2 ile çarpmamız gerek.

3Cu → 3Cu+2 + 6e-

2N+5 + 6e- → 2N+2

Şimdi iki tepkimeyi birleştirelim.

3Cu + 2N+5 + 6e- → 3Cu+2 + 2N+2 + 6e-

Her iki taraftaki elektronları kaldıralım ve buradaki katsayıları ana denklemde yerine yazalım. N atomunun indirgendiği bileşik NO olduğu için N atomunun yarı tepkimedeki katsayısını NO bileşiğine uygulayacağız.

3Cu + 2HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + H2O

Sağ tarafta 8 N atomu var. HNO3 katsayısı 8 olmalı.

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + H2O

H2O bileşiğinin katsayısını 4 yaparsak atom denkliği de sağlanmış olur.

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O


Doğru cevap B seçeneği.


Çözüm – 5 

H2SO3 + I2 + H2O → H2SO4 + HI

I atomu sol tarafta 0 değerlikli iken sağ tarafta -1 değerliklidir. I atomu indirgenmiştir.

S atomu sol tarafta +4 değerlikli, sağ tarafta +6 değerliklidir. S atomu yükseltgenmiştir.

Yükseltgenme yarı tepkimesi,

S+4 → S+6 + 2e-

İndirgenme yarı tepkimesi,

I20 + 2e- → 2I-1

Her iki taraftaki elektron sayıları eşit olduğundan katsayılarla oynamaya gerek yoktur.

Doğru cevap D seçeneği.


Çözüm – 6 

Zn+2 + 2e-→ Zn        E0 = -0,76 

Cu+2 + 2e- → Cu       E0 = 0,34


İndirgenme standart gerilimi büyük olan element indirgenir. İndirgenme işlemi katotta gerçekleşir.

Yükseltgenme standart gerilimi düşük olan element yükseltgenir. Bu olay anotta gerçekleşir.

Standart hücre gerilimi;

E0 = E0katot – E0anot

E0 = 0,34 – (-0,76)

E0 = 1,1 V

Doğru cevap A seçeneği.


Çözüm – 7 

E0 = E0katot – E0anot eşitliğine bakılarak tepkimenin istemli gerçekleşip gerçekleşmediği anlaşılabilir. E0 > 0 ise tepkime istemlidir.


I. Tepkimede;

Fe yükseltgenmiş, Cu ise indirgenmiştir. Standart gerilimleri

E0 = 0,34 – ( - 0,04)

E0 = 0,38 V

E0 > 0 olduğundan tepkime istemlidir.


II. Tepkimede;

Cu yükseltgenmiş, Cr indirgenmiştir.

E0 = - 0,74 – 0,34

E0 = -1,08 V 

E0  < 0 olduğundan tepkime istemsizdir.

III. Tepkimede;

Fe yükseltgenmiş, Cr indirgenmiştir.


E0 = - 0,74 – ( - 0, 04) = -0,70 V

E0 < 0 olduğundan tepkime istemsizdir.

Buna göre doğru cevap A seçeneğidir.

Çözüm – 8 

X, Y ve Z elementlerinin elektron verme eğilimleri;

X > Y > Z şeklinde ise;

En aktif metal X, en az aktif olan metal Z elementidir.

Bu durumda I. ifade doğrudur. X ile Y elementleri bir redoks tepkimesinde galvanik hücreleri oluşturur ve tepkime istemli olursa X elementi yükseltgenir, Y elementi indirgenir.


II. ifade I. ifadeden anlaşılacağı üzere yanlıştır.

III. ifade doğrudur. X elementi en aktif olduğundan indirgenme yarı potansiyeli en küçük olan element X’tir.


Doğru cevap C seçeneği.


Çözüm – 9 

Çözeltilerin molar derişimleri farklı olduğundan bu soru bir nerst eşitliği sorusudur. Dolayısıyla nerts eşitliğindeki bağıntıları kullanarak çözeceğiz.

Yükseltgenme yarı tepkimesi;

Zn → Zn+2 + 2e-

İndirgenme yarı tepkimesi;

2Ag+ +2e- → 2Ag

E0 = 0,8 – (-0,76)

E0 = 1,56 V

Q =[Yükseltgenen Maddenin Derişimi]m
[İndirgenen Maddenin Derişimi]n





Zn atomu yükseltgenmiştir, katsayısı 1’dir.

Ag atomu indirgenmiştir, katsayısı 2’dir.

Zn+2 derişimi 0,5 M,

Ag+ derişimi 1,8 M


Q =0,5
(1,8)2




Q =0,5
3,24




Q = 0,15 

Ehücre = E0 – 0,0592 logQ
n




Ehücre = 1,56 – 0,0592 log(0,15)
2




Ehücre = 1,56 – 0,0296 . ( - 0,82)

Ehücre = 1,56 + 0,02

Ehücre = 1,58 V


Doğru cevap B seçeneği.


Çözüm – 10 


 Yükseltgenme yarı tepkimesi,

Zn → Zn + 2e-   

İndirgenme yarı tepkimesi,

Ni+2 + 2e- → Ni

E0 = - 0,25 – ( -0,76)

E0 = 0,51 V


Zn atomu yükseltgenmiştir. Zn+2 ’nin katsayısı 1, derişimi 0,3 M dir.

Ni atomu indirgenmiştir. Ni+2 nin katsayısı 1, derişimi 1,5 M dir.


Q =0,3
1,5




Q = 0,2

Ehücre = E0 – 0,0592 logQ
n




Ehücre = 0,51– 0,0592 log(0,2)
1




Ehücre = 0,51 – 0,0592 . ( - 0,7)

Ehücre = 0,51 + 0,04

Ehücre = 0,55 V

Doğru cevap E seçeneği.


Çözüm – 11 

Elektroliz devresinin akım şiddeti 12 A olduğuna göre bu devreden 1 saniyede 12 C yük geçişi olmaktadır.

Ag + e- → Ag

Tepkimesine göre 1 mol Ag elementi elde etmek için 1 mol elektron gerekmektedir.

1 mol elektronun yükü 96500 C dur.

Ag elementinin 1 molü 106,4 g olduğuna göre 96500 C elektrik yükü katotta 106,4 g Ag elementi açığa çıkarır.

1,5 saatte açığa çıkan Ag miktarını bulabilmek için 1,5 saatte devreden geçen yük miktarını bulmalıyız.

1,5 sa = 90 dk = 5400 saniye

1 saniyede 12 C yük geçtiğine göre;


1 s de                       12 C

5400 s de                   x

x = 5400 . 12 = 64800 C


Şimdi açığa çıkan Ag miktarı için orantı kuralım.

96500 C                          106,4 g

64800 C                            m


m = 64800 . 106,4
96500




m = 71,45 gram


Doğru cevap D seçeneği.


Çözüm – 12 

X+ + e-→ X

Tepkimesine göre devreden 1 mol elektron geçerse 84,5 g X elementi oluşmaktadır.

 1 mol e yükü = 96500 C = 1 Farad’dır.

İlk olarak 15, 6 gram X elementini oluşturan yük miktarını bulalım.Bu yük miktarı bize her iki kaptan geçen elektron yük miktarını verecektir.


1 Farad                        84,5 g X

a Farad                        15,6 g X


a =15,6
84,5




a = 0,18 F


Seri bağlı kaplarda aynı miktarda yük geçişi olur. X maddesinin bulunduğu kapta geçen yük miktarı 0,18 F ise Y kabından geçen yük miktarı da 0,18 F olur.


Y+3 + 3e-→ Y

Tepkimesine göre 1 mol Y atomunun açığa çıkması için 3 mol e = 3 F yük gerekmektedir. 1 mol Y 45 gram olduğuna göre,


3 F                      45 g Y

0,18 F                   m


m = 0,18.45
3



m = 2,7 g


İşlemi birde eşdeğer gram sayılarıyla tekrarlayalım.

X elementinin indirgenme tepkimesi;

X+ + e- → X

Şeklindedir. 1 eşdeğer gram X elementi;

84,5 = 84,5 gramdır.
1




Y elementinin indirgenme tepkimesi;

Y+3 + 3e- → Y

Olduğundan 1 eşdeğer gram Y elementi;

45 = 15 gramdır.
3




Açığa çıkan X elementinin eşdeğer gram sayısı;

EsX  = 15,6 = 0,18
84,5




Faraday kanununa göre seri bağlı elektroliz devrelerinde kapların herbirinde açığa çıkan elementlerin eşdeğer gram sayıları eşittir.

Buna göre açığa çıkan Y elementinin eşdeğer gram sayısı da 0,18 olmalıdır.

1 eşdeğer gram Y                   15 g

0,18 eşdeğer gram Y                m


m = 2,7 g

Doğru cevap C seçeneği.


Elektrokimya Test Soruları

Elektroliz Hesaplamaları




SANATSAL BİLGİ

20/09/2017

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM
COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI