11 kimya KA_424

KOMPLEKS OLUŞUM DENGELERİ 1. LEWİS ASİT BAZ KAVRAMI 2. KOMPLEKS OLUŞUM – AYRIŞMA DENGELERİ 3. KOMPLEKSLERİN ÖNEMİ Bir maddenin taneciklerinin (molekül, atom veya iyon) başka bir maddenin tanecikleri arasına homojen dağıl- masına çözünme denir. Elde edilen karışıma ise çözelti denir. Dünyanın en büyük çözeltileri atmosfer ve deniz- lerdir. Bir çok göl veya ırmaklar da çözeltilere örnek verilebilir. Yaşamın en önemli kaynağı olan içme suyu bir çözeltidir. İçme suyunda birçok maddenin çözünmesi ile oluşan katyonlar ve anyonlar bulunuyor. Deniz suyunda bulunan bazı anyon ve katyonların 1 litredeki kütlesi; Anyonlar ve 1 litredeki kütlesi _____(_g_r_a_m_)_____ ___k_a_ty_o_n_l_a_r__ Cl– 19 Br– 0,065 0,028 HCO–3 0,89 SO4–2 10,5 Na+ 1,35 Mg+2 0,40 Ca+2 0,38 K+ 5. BÖLÜM

Çözeltilerde Denge KOMPLEKS OLUfiUMU DENGELER‹ 1. LEWIS AS‹T - BAZ KAVRAMI SO3(g) + H2O(s) ⎯→ H+(aq) + HSO–4(aq) Asidik oksitler baz çözeltileriyle tepkime vererek Lewis’e göre koordine kovalent ba¤ oluflmas› tuz ve su oluflturur. s›ras›nda ortaklanmam›fl elektron çifti verebilen atom, molekül veya iyonlar baz, elektron çifti alabilenler ise SO3(g) + 2NaOH(aq) ⎯→ Na2SO4(aq) + H2O(s) asittir. Lewis asidi ve baz›n birleflmesinden meydana Asidik oksitler asit çözeltileriyle tepkime vermez. gelen ürün, kompleks olarak adland›r›l›r. • Bazik Oksitler Asit + Baz → Kompleks Lewis asidinde, baz›n elektron çiftini kabul ede- Metal oksitlerin sulu çözeltileri bazik özellik gös- bilecek bofl bir orbitalin bulunmas› gerekir. terdi¤inden, metal oksitlere bazik oksit denir. Koordine kovalent ba¤, her iki elektronun ayn› K2O(k) + H2O(s) ⎯→ 2K+(aq) + 2OH–(aq) atomdan geldi¤i ba¤ türüdür. CaO(k) + H2O(s) ⎯→ Ca+(2aq) + 2OH–(aq) Bazik oksitler baz çözeltileriyle tepkime vermez. Koordine kovalent bağ Bazik oksitler asit çözeltileriyle tepkime verir. FH FH CaO(k) + 2HCl(aq) ⎯→ CaCl2(aq) + H2O(s) Na2O(k) + 2HCl(aq) ⎯→ 2NaCl(aq) + H2O(s) F B + NH FB NH • Amfoter Oksitler FH FH ESEN YAYINLARI Kuvvetli asitler karfl›s›nda zay›f baz, kuvvetli baz- lar karfl›s›nda zay›f asit özelli¤i gösteren ZnO, Al2O3, Lewis Lewis Kompleks Cr2O3, PbO ve SnO gibi oksitlere amfoter oksitler asidi bazı denir. Amfoter oksitler suda çözünmezler. Amfoter ok- NH3 elektron çifti verdi¤i için Lewis baz, BF3 de sitler asit çözeltileriyle tepkime verirler. bu elektron çiftini ald›¤› için bir Lewis asididir. Al2O3(k)+3H2SO4(aq) ⎯→ Al2(SO4)3(aq) + 3H2O(s) Amfoter oksitler kuvvetli baz çözeltileriyle tep- Lewis asit-baz tepkimelerine metal oksitler ve kime verirler. ametal oksitlerin vermifl olduklar› tepkimeler gösteri- ZnO(k) + 2NaOH(aq) ⎯→ Na2ZnO2(aq) + H2O(s) lebilir. Önce oksitler hakk›nda genel bilgiler verilebilir. • Nötr Oksitler Elementlerin oksijenle tepkimesi sonucunda CO, NO, N2O nötr oksitlerdir. Asit ve baz çözelti- leriyle tepkime vermezler. oluflan Na2O, CaO, SO3, N2O5 gibi bilefliklere oksit CO ve NO yanar. Yanma sonucu asidik oksit denir. Her oksijen içeren bileflik oksit de¤ildir. oluflur. CO(g) + 1/2 O2(g) ⎯→ CO2(g) OF2, CaCO3, Al(OH)3 gibi maddeler oksit NO(g) + 1/2O2(g) ⎯→ NO2(g) de¤ildir. N2O yanmaz. Yak›c› özellik gösterir. • Asidik Oksitler 249 Ametallerin oksitleri asidik özellik gösterir. Mole- küllerinde birer oksijen atomu içeren oksitler hariç ametal oksitlerin sulu çözeltileri asidik özellik gösterir. CO, NO, N2O nötrdür. CO2, SO3, N2O3, P2O3, N2O5 gibi oksitler asidik oksittir. CO2(g) +H2O(s) ⎯→ H+(aq) + HCO–3(aq) N2O5(g) + H2O(s) ⎯→ 2H+(aq) + 2NO–3(aq)

Çözeltilerde Denge Lewis asitleri, oktetleri tamamlanmam›fl olan atom ya da molekülleri de kapsar. • Peroksitler ACl3 + Cl– → AlCl–4 O2’nin –2 de¤erlik tafl›d›¤› oksitlerdir. Di¤er bir ta- n›mla oksijen atomunun (–1) de¤erlik tafl›d›¤› oksitlerdir. Cl Cl – Cl Al N2O2, CaO2, K2O2, BaO2, H2O2 – Cl H2O2 renk aç›c› ve dezenfektan olarak kullan›l›r. Cl Cl Al + Cl ÖRNEK Cl Lewis bazı CO2, CO ve He gazlar›ndan oluflan bir gaz kar›fl›m›- n›n 20 litresi NaOH sulu çözeltisinden geçirilince ha- Lewis asidi cim 4 litre azal›yor. Geriye kalan kar›fl›m› yakmak için 4 litre O2 gaz› Cl Cl –2 harcand›¤›na göre, kar›fl›mdaki He gaz›n›n mole- Cl Sn kül yüzdesi nedir? – Cl A) 20 B) 25 C) 40 D) 60 E) 80 Cl Sn + 2 Cl ÇÖZÜM Cl Lewis bazı Lewis asidi Cu+2 + 4NH3 +2 Cu (NH3)4 ESEN YAYINLARI Baz bir çekirde¤e elektron çifti verdi¤inden nükle- ofilik (çekirdek seven) ad› verilir. Bazlar›n kat›ld›¤› yer de¤ifltirme tepkimeleri nükleofilik yer de¤ifltirme tep- kimeleridir. Lewis asitleri bir bazla olan tep- kimelerinde elektron çifti ald›klar› için elektrofilik (elektron seven) ad› verilir. 2. KOMPLEKS OLUfiUM - AYRIfiMA DENGELER‹ Çözünme dengesindeki bir iyonun kompleks oluflturmas› da dengeyi etkiler ve çözünürlü¤ü art›r›r. Kompleksler Lewis asit ve bazlar›n›n etkileflmesi so- nucu oluflur. Metal katyonlar› Lewis asidi olarak görev yapar. Metal Katyonu Lewis baz› ile birleflir. Ag+(suda) + 2NH3(suda) ? Ag(NH3)+2(suda) Lewis asidi Lewis Baz› kompleks CaO in SO2 ile verdi¤i tepkime Lewis asit-baz Böylece, kompleks iyonu, bir veya daha fazla tepkimelerine örnek verilebilir. molekül veya iyona ba¤lanm›fl merkezi bir metal kat- yonu içeren iyon olarak tan›mlanabilir. Kompleks CaO(k) + SO2(g) → CaSO3(k) iyonlar, pek çok kimyasal ve biyolojik olayda önemli rol oynar. Geçifl metallerinin kendilerine özgü komp- –2 leks iyonlar oluflturma e¤ilimleri vard›r. O O Co+(a2q) + 4Cl–(aq) ? CoCl–42(aq) S+ –2 SO O Cu+(a2q) + 2OH–(aq) ? Cu(OH)2(k) O Lewis bazı O Lewis asidi Cu(OH)2(k) + 4NH3(aq) ? Cu(NH3)+42(aq)+ 2OH–(aq) 250

Çözeltilerde Denge Kompleks iyonlar›n›n oluflumu çözünürlü¤ü artt›- CH2 – CH2 etilendiamin r›r. || Kompleks oluflumuna iliflkin denge sabitine olu- NH2 NH2 flum sabiti denir ve Kol ile gösterilir. Kol sabiti, bir Anyonik Ligantlar flora metal katyonunun belirli bir kompleksi oluflturma e¤i- F– kloro Cl– bromo liminin ölçüsüdür. Kol de¤erinin büyük olmas› komp- Br– iyodo leks iyonunun kararl› oldu¤unu gösterir. I– hidrokso OH– okso Ag+ + 2NH3 ? Ag(NH3)+2 1,5 . 107 O–2 siyano Ag+ + 2CN– ? Ag(CN)–2 1,0 . 1021 CN– karbonato Cu+2 + 4CN ? Cu(CN)–42 1,0 . 1025 CO–32 okzalato Cu+2 + 4NH3 ? Cu(NH3)+42 5,0 . 1013 C2O–42 nitrito Cd+2 + 4CN– ? Cd(CN)–42 7,1 . 1016 NO2– Hg+ + 4CN– ? Hg(CN)–42 2,5 . 1041 Kompleks oluflumlar› sonucu tuzlar›n çözü- nürlü¤ü artar. Bir kompleks, bir lewis asidi (metal atomu veya 3. KOMPLEKSLER‹N ÖNEM‹ iyonu) ve birkaç lewis baz› (Ligantlar) aras›nda oluflur. Koordinasyon bileflikleri hayvan ve bitkilerde Bir metal kompleksi, ligant olarak adland›r›lan ESEN YAYINLARI önemli bir rol oynar. Bu bileflikler; oksijen tafl›nma- belli say›da molekül veya iyonun bir merkez atomuna s›nda ve depolanmas›nda ve de elektron aktar›m veya iyonuna ba¤lanmas›yla oluflur. Belli say› tipik ajanlar› ve katalizör olarak fotosentez için gereklidir. olarak dört veya alt›d›r. Örne¤in [Fe(CN)6]–4 komp- leks iyonunda oldu¤u gibi. Bir kompleks her ligant en Hemoglobin metabolik ifllemlerde oksijen tafl›y›c› az›ndan bir tane ortaklanmam›fl elektron çiftine sahip- olarak görev yapar. Molekül, ad›na alt birimler denilen tir ve bu elektron çifti ile koordine kovalent ba¤ olufl- dört kollu uzun zincirler içerir. Hemoglobin kanda ok- turarak merkez atomu veya iyonuna ba¤lan›r. Ligant- sijeni akci¤erlerden dokulara tafl›r ve orada oksijeni lar kompleks oluflturdu¤unda metale koordine olurlar. miyoglobine b›rak›r. Sadece bir alt birimden oluflmufl Koordinasyon bileflikleri, koordine kovalent ba¤l› bile- olan miyoglobin oksijeni kaslardaki metabolik ifllemler fliklerdir. Ni(CO)4 de oldu¤u gibi elektriksel nötral için kullan›l›r. kompleksleri ve K4[Fe(CN)6] gibi, en az bir iyonu kompleks olan iyonik bileflikleri kapsar. Ço¤unlukla Bilim adamlar› 1960 lar›n ortalar›nda, baz› kanser köfleli paranteze al›nan bir komplekste, ligantlar, mer- türlerinin tedavisinde etkili bir ilaç olan cisplatin’i kez atomu içeren koordinasyon küresi oluflturmak keflfettiler. Cisplatin bir komplekstir. üzere, do¤rudan merkez iyonuna ba¤lan›rlar. Ligant- lar›n merkez metal atomuna ba¤lanan say›s›na koor- Modern kimyasal araflt›rmalar›n büyük bir k›sm›, dinasyon say›s› denir. [Ni(CO)4] de koordinasyon sa- komplekslerin yap›lar›, özellikleri ve kullan›fllar›yla il- y›s› 4, [Fe(CN)6]–4 de 6 d›r. gilidir. Kompleksler bir çok biyolojik reaksiyonlara da kat›l›r. Sözgelimi, hemoglobin bir demir kompleksi, Nötral Ligantlar aqua B12 vitamini ise bir kobalt kompleksidir. d-metal komp- amin leksleri genel olarak parlak renklere sahiptir ve man- H2O nitrosil yetiktir. Ayr›ca, günefl enerjisi dönüflümü, atmosferik NH3 karbonil azot ba¤lanmas› ve eczac›l›k araflt›rmalar› için çok NO önemlidirler. Kompleksler katalizör, boya ve iyon çö- CO zücüsü olarak ayr›ca analizlerde, metal kaplamac›l›- ¤›nda ve foto¤rafç›l›kta kullan›l›rlar. 251

TİTRASYON 1. TESİR DEĞERİ VE EŞDEĞER KAVRAMI 2. TİTRASYON VE HESAPLAMALARI Her nefes alışımızda oksijen alyuvarlarımız tara- fından alınır ve kan dolaşımı yoluyla hücrelere taşınır. Alyuvarlar ve akyuvarlar plazma içinde atar- damarlarımız, kılcal damarlarımız ve toplar damar- larımız yoluyla bütün vücudu dolaşır. Plazma, tuzla- rın, şekerlerin, diğer besin maddelerinin ve meta- bolizma atıklarının sudaki çözeltisidir. Birçok tuz suda az çözünür. Tuzların suda ne kadar çözündüğü bilinirse, çökelek oluşumu kontrol edilebilir ve çökelme olayı, laboratuvarda, karışım- ları ayırmak için kullanılabilir. Çözünürlük hesapları, denge ile ilgili kuralların uygulanmasından ibarettir. Tuz, suda ister az ister çok çözünsün, doygun tuz çözeltisinde, tuz ile çözünmüş iyonları her zaman dengededir. 6. BÖLÜM

Çözeltilerde Denge 1. TES‹R DE⁄ER‹ VE EfiDE⁄ER KAVRAMI Tuzun Adı Tuzun Tesir a) Tesir De¤eri Formülü Değeri Çözeltilerde çözünen maddenin tesir de¤erli¤i, Sodyum klorür Baryum nitrat NaCl 1 söz konusu maddenin girdi¤i tepkimeye ba¤l›d›r. Alüminyum sülfat 2 * Asitlerin tesir de¤eri, bir molekülün verebilece¤i Amonyum klorür Ba(NO 3)2 6 Amonyum sülfat Al2 (SO4)3 1 H+ iyonu say›s›na eflittir. Sodyum fosfat 2 * Organik (karboksilli) asitlerde karboksil (COOH) NH4Cl 3 (NH4)2SO4 say›s› de¤erli¤i belirler. Na3PO4 Hidroklorik asit HCl 1 * Redoks tepkimelerinde giren maddelerin tesir de- Nitrik asit 1 ¤eri, formül birim bafl›na al›nan veya verilen elek- HNO 3 2 tron say›s›na eflittir. Sülfürik asit 3 Fosforik asit H SO 1 Fe+2 + Cr2O–72+ H+ → Fe+3 + Cr+3 + H2O Asetik asit 24 Denkleminde Cr2O–22 deki Cr+6 iyonlar› Cr+3 iyon- 2 lar›na dönüflürken toplam 6 elektron alm›flt›r. Te- Okzalik asit H3PO4 sir de¤eri 6 d›r. CH3COOH Tesir de¤eri z ile gösterilir. Asit ve bazlar›n kuv- COOH vetlili¤inin tesir de¤eri ile bir iliflkisi yoktur. | COOH * Bazlar›n tesir de¤eri, bir formül biriminin verebile- ESEN YAYINLARI b) Eflde¤er gram ce¤i OH– iyonu say›s›na eflittir. Organik bazlarda veya amonyak türevlerinde ortamdan ald›klar› Bir elementin eflde¤er gram›, 1,008 gram Hidro- proton say›s› olarak tan›mlanabilir. jen ile birleflebilen miktar›d›r. Bu da elementin 1 mol elektron alabilen veya verebilen miktar›d›r. Bazın Bazın Tesir Adı Formülü Değeri Bu tan›m atom, molekül ve iyon gibi bütün türleri NaOH kapsamaktad›r. Bir maddenin mol kütlesinin tesir de- Sodyum hidroksit 1 ¤erine bölümü o maddenin eflde¤er gram›n› verir. Baryum hidroksit Ba(OH)2 2 Alüminyum hidroksit Al(OH)3 3 Madde Madde Tesir Eşdeğer gramı 1 HCI Türü Değeri Amonyak NH3 1 Metil amin CH3 – NH2 Asit 1 36,5 / 1 = 36,5 g H2SO4 Asit 2 98 / 2 = 49 g NaOH Baz 1 40 / 1 = 40 g NH3(aq) + H2O(s) → NH+4(aq) + OH(–aq) Ca(OH)2 Baz 2 74 / 2 = 37 g CH3COOH(aq) + H2O(s) → CH3COO(–aq) + H3O(+aq) H3PO4 Asit 3 98 / 3 = 32,6 g * Tuzlar›n tesir de¤eri, toplam katyon yüküne eflit- Al S Tuz 6 150 / 6 = 25 g Tuz 6 342 / 6 = 57 g tir. Suda çözününce ortama verdikleri katyonlar›n 23 Tuz 2 200 / 2 = 100 g veya anyonlar›n toplam yüküne eflittir. Al2(SO4 )3 CaBr2 253

Çözeltilerde Denge Titrasyon, indirgenme-yükseltgenme tepkimeleri, asit-baz tepkimeleri, kompleks oluflum tepkimeleri, 3. T‹TRASYON VE HESAPLAMALARI çöktürme tepkimeleri olarak dört bölümde kullan›l›r ve a) T‹TRASYON incelenir. Bir çözeltinin derifliminin tayin edilmesi durum- Asit - Baz Titrasyonlar› lar›nda, tepkimede oluflan ürünler de¤il, reaktifler ara- s›ndaki iliflki önemlidir. Bundan dolay› tepkime, reak- ESEN YAYINLARI Asit-baz nötrleflme tepkimelerine dayanan miktar tiflerin stokiyometrik bak›m›ndan eflit miktarlar›yla yü- tayinleri titrasyon yöntemi ile yap›l›r. Titrasyon dene- rütülür ve ortamda hiç birinin fazlas› kalmaz. Bir çö- yinde, ilk olarak miktar› bilinen madde erlene konur. zeltinin deriflimini tayin etmek için kullan›lan bu yönte- Daha sonra, büretteki çözelti, miktar› bilinen çözelti- me titrasyon denir. nin üzerine eflde¤erlik noktas›na kadar kontrollü ola- rak eklenir. Eflde¤erlik noktas› asidin baz ile tamamen Reaktiflerden birinin bir çözeltisinin belli bir mikta- tepkimeye girdi¤i ya da nötrleflti¤i noktad›r. Eflde¤er- r› küçük bir behere ya da erlene konulur. Yine çözelti lik noktas› genellikle çözeltiye önceden ilave edilen halindeki bir reaktif de, ucunda muslu¤u olan derece- bir kimyasal indikatörün keskin renk de¤iflimi ile anla- lendirilmifl uzun bir cam borudan ibaret olan bürete fl›l›r. Asit-baz titrasyonlar›nda kullan›lan indikatörler, konur. Musluk elle kontrol edilerek, ikinci çözelti birin- asidik ve bazik ortamlarda de¤iflik renklere sahip ci çözeltiye yavafl yavafl eklenir. maddelerdir. Daha çok fenolftalein kullan›l›r. Bazik or- tamda k›rm›z›ms› pembe renk veren fenolftalein asi- Bir çözeltinin di¤erine dikkatli ve kontrollü bir bi- dik ve nötr çözeltilerde renksizdir. çimde eklenmesi ile oluflturulan tepkimeye titrasyon ad› verilir. ‹flin püf noktas›, titrasyonu, her iki reaktifin H+(aq) + OH–(aq) → H2O(s) de tükendi¤i noktada durdurmakt›r. Bu noktaya titras- yonun eflde¤erlik noktas› denir. Bir titrasyonda eflde- Titrasyonda nH+ = nOH– oldu¤u noktada renk de- ¤erlik noktas›na ulafl›ld›¤›n› gösteren yollara gereksi- ¤iflimi olur. nim vard›r. Bu ifl genellikle ölçüm aletleri ile yap›l›r. Yayg›n olarak eflde¤er noktas›nda ya da buna çok ya- nH+ = nA . zA k›n noktada renk de¤ifltiren bir maddenin ortama çok az miktarda eklenmesidir. Böyle maddelere indikatör nOH– = nB . zB denir. nH+ = nOH– olur. Deriflimi bilinen bir çözeltinin analizi yap›lan mad- de (analit) ile tepkimeye giren miktar›n›n belirlenmesi- n = m kullan›labilir. çözeltilerde ise n = M . V ne dayanan kanitatif analiz metodudur. Titrasyon iflle- mA minde, deriflimi bilinen çözelti, büret denilen bir cam düzenekten deriflimi bilinmeyen çözeltinin üzerine ya- olur. vafl yavafl ilave edilir. pH’ya karfl› harcanan titrasyon çözeltisinin (bü- Büret retteki çözelti) hacmi al›narak çizilen grafi¤e titrasyon e¤risi denir. Titrasyon e¤rileri, titrasyon s›ras›nda Deriflimi pH’n›n bir pH-metre ile ölçülmesiyle kolayca çizilebilir. bilinen çözelti Kuvvetli asit-kuvvetli baz titrasyonunda pH = 7 M noktas›nda nötrleflme olur. Böyle bir olay›n titrasyon e¤rileri; Erlen Hacmi bilinen çözelti + indikatör Deriflimi bilinmiyor 254

pH pH Çözeltilerde Denge 12 12 VB = Baz çözeltisinin hacmi 7 E7 E zB = Baz›n tesir de¤eri eklenen HCl(aq) 22 hacmi nOH– = MB . VB . ZB NH+ = NOH– ise pH = 7 MA . VA . zA = MB . VB . zB ⇒ pH = 7 eklenen NaOH(aq) hacmi * Asit çözeltisinden gelen H+ ni mol say›s›, baz çö- flekildeki gibi olur. Eflde¤erlik pH’lar› 7’ye karfl›l›k ge- zeltisinden gelen OH– iyonlar›n›n mol say›s›ndan lir. fazla ise, ortam asidik olur. Zay›f asit-kuvvetli baz titrasyonunda eflde¤erlik [H+] = Ar tan H+mol say›s› pH’› 7’den büyük olur. Oluflan tuzun bazik olmas› ve Toplam hacim hidroliz olmas› sonucunda pH > 7 olur. [H+] = MA .VA .z A - MB.VB.z B pH VA + VB 14 * Asit çözeltisinden gelen H+ nin mol say›s›, baz E çözeltisinden gelen OH– iyonlar› mol say›s›ndan 7 az ise ortam bazik olur. [OH–] = Ar tan OH–mol say›s› Toplam hacim 1 [OH–] = MB.VB.z B–MA .VA .z A olur. eklenen kuvvetli VA + VB baz hacmi ESEN YAYINLARI ÖRNEK Kuvvetli asit-zay›f baz titrasyonunda eflde¤erlik pH’› 7’den küçük olur. Oluflan tuzun asidik olmas› ve 100 ml 0,03 M Mg(OH)2 in tamam›n› nötrlefltirmek hidroliz olmas› sonucunda pH < 7 olur. için 200 ml H3PO4 kullan›lmaktad›r. H3PO4 çözeltisi- nin deriflimi kaç mol/litre dir? pH A) 0,2 B) 0,1 C) 0,02 D) 0,01 E) 0,003 14 7 ÇÖZÜM E 1 eklenen kuvvetli asit hacmi b) T‹TRASYON HESAPLAMALARI Kuvvetli asit-baz titrasyonunda * nH+ = nOH– oldu¤unda ortam nötr olur. MA = Asit çözeltisinin deriflimi VA = Asidin tesir de¤eri nH+ = MA . VA . zA MB = Baz çözeltisinin deriflimi 255

Çözeltilerde Denge ÇÖZÜM ÖRNEK 300 ml HCl çözeltisi 0,3 M KOH çözeltisi ile titre edil- di¤inde pH = 7 oluyor. Bu olayda 100 ml KOH çözeltisi harcand›¤›na gö- re, HCl çözeltisinin pH’› kaçt›r? A) 1 B) 2 C) 3 D) 12 E) 13 ÇÖZÜM ÖRNEK 2 litre 0,5 M H2SO4 ile 2 litre 0,8 M NaOH çözeltisi ka- r›flt›r›l›yor. Son çözeltinin pOH de¤eri kaçt›r? E) 13 A) 1 B) 2 C) 7 D) 12 ESEN YAYINLARI ÇÖZÜM ÖRNEK pH 14 E 7 2 ilave edilen NaOH 2 4 6 8 10 12 çözeltisi (ml) Yukar›daki grafikte, 100 ml HX asit çözeltisine 1 M NaOH çözeltisi eklendi¤inde kar›fl›m›n pH’›n›n de¤i- flimi gösterilmifltir. Buna göre, I. HX asit çözeltisinin bafllang›ç deriflimi 0,1M dir. II. HX zay›f asittir. II. NaX tuzunun sulu çözetisi bazik olur. yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 256

ÖRNEK ÖRNEK Çözeltilerde Denge pH pH 13 7 2 7 1 50 Eklenen baz hacmi (ml) VB Eklenen baz hacmi (ml) 100 ml HCl çözeltisine azar azar 0,2 M NaOH çözel- 100 ml HCl çözeltisine damla damla NaOH çözeltisi tisi ilave edilerek titre ediliyor. Titrasyon e¤risi yanda eklenerek titre ediliyor. Kaptaki çözeltinin pH’›n›n ek- verilmifltir. lenen NaOH çözeltisine karfl›l›k de¤iflimi grafikteki gi- bidir. Titrasyon kar›fl›m›n›n pH’›n›n 13 olmas› için eklen- Buna göre; mesi gereken baz›n hacmi kaç ml dir? I. HCl çözeltisinin deriflimi 0,2 M dir. A) 100 B) 200 C) 300 D) 400 E) 500 II. NaOH çözeltisinin deriflimi 0,02 M dir. III. Nötr çözeltide Cl– iyonlar› deriflimi 1/150 M dir. ÇÖZÜM yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? ESEN YAYINLARI A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) II ve III ÇÖZÜM 257

ETK‹NL‹K – 11 ÇÖZÜNÜRLÜK BULMA Afla¤›daki tuzlar›n çözünürlük denge ba¤›nt›lar›n› ve çözünürlüklerini bulunuz. S›ra Formül Çözünürlük Denge Çözünürlük Çarp›m› Çözünürlük (mol/l) No Ba¤›nt›s› CaCO3 4,0.10–8 1. Mg(OH)2 3,2.10–11 2. AgCl 1,6.10–11 3. Fe(OH)3 4,32.10–34 4. MgCO3 6,4.10–5 5. PbCl2 1,6.10–5 6. ZnF2 4,0.10–2 7. SrSO4 3,2.10–2 8. Al2S3 1,08.10–48 9. CuI 1,6.10–11 10. CuCl 1,6.10–7 11. Co(OH)2 3,2.10–14 12. CaSO4 4,9.10–5 13. Ca(OH)2 4,0.10–6 14. CaF2 3,2.10–11 15. PbSO4 2,5.10–5 16. CdCO3 1,0.10–12 17. Ag2SO4 3,2.10–5 18. AgI 8,1.10–17 19. BaCO3 2,5.10–9 20. BaSO4 1,0.10–10 21. Ag2CO3 6,4.10–11 22. AgBr 4,9.10–13 23. Cu2S 1,08.10–13 24. Ag3PO4 4,32.10–14 25. Fe(OH)2 3,2.10–14 26. CaCl2 4,0.10–5 27. Mn(OH)2 6,4.10–17 28. 258

ETK‹NL‹K – 12 DO⁄RU VE YANLIfiI BEL‹RLEYEL‹M Afla¤›daki ifadelerden hangilerinin do¤ru, hangilerinin yanl›fl oldu¤unu, ilgili bofllu¤a ✓ iflaretini koyarak belirtiniz. DO⁄RU YANLIfi 1. Çökelti oluflabilmesi için Kç de¤eri iyon deriflimleri çarp›m›ndan büyük ol- mal›d›r. 2. Çökecek olan tuzlar›n çözünürlük çarp›mlar› ve bafllang›çtaki çözeltide çökecek olan iyonlar›n deriflimleri bilinirse, hangisinin önce çökece¤i belirlenebilir. 3. Suda az çözünen bir kat›, kendisinde bulunan bir iyonu içeren bir çözeltide saf sudakine göre daha çok çözünür. 4. Çözünürlü¤ü ekzotermik olan suda az çözünen bir tuzun çözünürlük çarp›- m› s›cakl›k art›r›l›nca büyür. 5. Bir maddenin belirli bir s›cakl›kta 1 litre çözeltide çözünebilen maksimum mol say›s›na çözünürlük denir. 6. S›ucdaakla›kz dçeö¤ziüflnimeni, dbeirntguezusnabsuitiddaeç¤öezrüinnimeteksilienydeençtöezküfnamkteörvdeürç.ökelme h›z- lar›n›n eflit oldu¤u anda kat› madde ile iyonlar aras›nda dinamik denge ku- rulur. Bu denge hâli çözünürlük dengesi olarak adland›r›l›r. 7. ‹yon içermedi¤i için elektrik ak›m›n› iletmeyen sulu çözeltilere elektrolit olmayan çözeltiler denir. 8. Gazlar›n sudaki çözünürlü¤ü s›cakl›k art›fl›yla artar. 9. Bir maddenin farkl› çözücülerdeki çözünürlü¤ü ayn›d›r. 10. Bütün kat› madelerin suda çözünmesi endotermiktir. 11. Kat› maddelerin toz haline getirilmesi sudaki çözünürlüklerini art›r›r. 12. Çözücüsü su olan çözeltilere sulu çözeltiler denir. 13. Hem maksimum düzensizlik hemde minimum enerji e¤ilimi çözünme lehi- ne olan s›v›lar birbirine her oranda kar›flabilir. 14. Ortak iyon varl›¤› suda çözünen tuzun çözünürlü¤ünü azalt›r. 15. Ki de¤eri Kç de¤erinden küçük ise çözelti doymam›flt›r. 259

ÇÖZELT‹LERDE DENGE TEST – 2 (LYS’YE YÖNEL‹K SORULAR) 1. I. Alkollü su 6. HX suda çözünen zay›f bir asittir. 0,1M, 100 ml II. Bir zay›f asitin sulu çözeltisi III. Bir kuvvetli baz›n sulu çözeltisi çözeltisi haz›rlan›yor. % 2 oran›nda iyonlaflt›¤› Yukar›daki s›v›lar›n hangilerinde 25 °C’de [H+][OH–] = 1.10–14 tür? bilindi¤ine göre asitlik kabiti Ka kaçt›r? A) 2.10–10 B) 4.10–8 C) 4.10–6 D) 4.10–5 E) 2.10–3 A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 2. 4.10–4M HCl çözeltisinde OH– deriflimi kaç M 7. Bir baz çözeltisinin pH’› 13 oldu¤una göre; olur? I. Baz çözeltisinin deriflimi 0,1M’dir. II. [OH–] = 1.10–1M’dir. A) 4.10–4 B) 4.10–10 C) 2,5.10–11 III. K›rm›z› turnusolun rengini maviye çevirir. D) 4.10–11 E) 2,5.10–10 yarg›lar›ndan hangileri kesinlikle do¤rudur? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) II ve III 3. Asitlik sabiti 5.10–10 olan HA asitinin pH’› 5 ESEN YAYINLARI 8. I. X çözeltisi : [H+] = 1.10–4M olan çözeltisinde asidin yüzde kaç› iyonlafl- II. Y çözeltisi : pH = 3 m›flt›r? III. Z çözeltisi : [OH–] = 1.10–10M Yan›nda özelli¤i belirtilen X, Y ve Z sulu çözel- A) 1.10–3 B) 5.10–3 C) 2.10–3 tilerden hangileri asit özelli¤i göstermekte- D) 2.10–2 E) 5.10–2 dir? A) Yaln›z I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 4. 5M HX çözeltisinin pH’›, 3’tür. Çözeltiye hacmi 9. HA asidinin 1.10–2 molarl›k çözeltisinde pH = 6 iki kat›na ç›karacak kadar su eklendi¤inde; olarak belirleniyor. HA’n›n asitlik sabitinin say›- I. HX iyonlaflma yüzdesi artar. sal de¤eri afla¤›dakilerden hangisidir? II. Çözeltideki H+ iyonlar› mol say›s› artar. III. Çözeltinin pH’› artar. A) 1.10–7 B) 1.10–10 C) 1.10–9 Yarg›lar›ndan hangileri do¤ru olur? D) 2.10–20 E) 1.10–12 A) Yaln›z III C) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 5. HA asidi suda çözünen zay›f bir asittir. 10. % 15’lik NaOH sulu çözeltisinin 400 gram›n› nö- türlefltirmek için 1 litre H2SO4 çözeltisi haz›rlan›- Ka = 2.10–4 tür. 0,5M’lik çözeltisinde pH kaç yor. H2SO4 sulu çözeltisinin deriflimi kaç olur? M’dir? (NaOH = 40) A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 12 A) 0,75 B) 1 C) 1,25 D) 1,5 E) 1,75 262

11. I. Ortama H+ iyonu veren maddeler asittir. Çözeltilerde Denge II. Asit ve baz çözeltileri elektri¤i iletir 16. XOH ile gösterilen zay›f baz›n 0,5M deriflimli çözeltisi haz›rlan›yor. III. Al ile NaOH tepkimesinden H2 a盤a ç›kar. Baz›n iyonlaflma sabiti Kb=1,8.10–5 oldu¤una IV. NH3’ün sulu çözeltisi baz özellik gösterir. göre, iyonlaflma yüzdesi kaçt›r? Asit ve bazlarla ilgili yukar›da verilen bilgiler- A) 0,3 B) 0,5 C) 0,6 D) 1,2 E) 1,8 den hangileri do¤rudur? A) I ve IV B) I, II ve III C) I, II ve IV 17. 0,2M, 100 ml CH3COOH çözeltisine kaç mol D) II, III ve IV E) I, II, III ve IV CH3COONa tuzu kat›l›rsa çözeltinin pH’› 5 olur? (CH3COOH için Ka = 1,8.10–5) 12. 0,2M, 100 ml H2SO4 sulu çözeltisine afla¤›daki A) 3,6.10–2 B) 1,5.10–2 C) 2.10–2 çözeltilerden hangisi eklenirse kar›fl›m›n pH’› D) 1,8.10–2 E) 0,2 7 olur? 18. 0,1M HNO3 çözeltisine eflit hacimde 0,2M KOH A) 200 ml, 0,1M NaOH çözeltisi kar›flt›r›l›yor. Kar›fl›m için afla¤›dakiler- B) 100 ml, 0,1M Sr(OH)2 den hangisi yanl›flt›r? C) 200 ml, 0,4M KOH D) 200 ml, 0,2M CH3COOH A) Çözelti elektri¤i iletir. E) 400 ml, 0,05M Ca(OH)2 B) K›rm›z› turnusolu maviye çevirir. C) Tad› ekfli olur. ESEN YAYINLARI D) [OH–] > [H+] olur. E) pH > 7 olur. 13. ‹ki de¤erlikli bir baz›n 51,3 gram› H3PO4’ün 0,2 19. 0,2M’lik zay›f HA asiti sulu çözeltisinin pH de¤eri molü ile tam olarak tepkimeye girdi¤inde, ortam›n pH’› 7 olur. Baz› oluflturan metalin atom 5’tir. Buna göre; a¤›rl›¤› kaçt›r? (H = 1, O = 16) I. Ka de¤eri 5.10–10 olur. II. ‹yonlaflma yüzdesi 5.10–3 tür. A) 171 B) 137 C) 88 D) 56 E) 52 III. Eflit hacimde 0,2M NaOH ile artans›z tepkime 14. 100 ml, 0,2M HCl sulu çözeltisine 100 ml, 0,4M KOH sulu çözeltisi kar›flt›r›ld›¤›nda, kar›fl›m›n verir. pH’› kaç olur? yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? A) 1 B) 7 C) 10 D) 12 E) 13 A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 15. 10–4M HNO3 sulu çözeltisinin 1 litresine pH = 10 20. CO2, CO ve NH3 gazlar›ndan oluflan 20 litrelik bir olan 1 litre NaOH sulu çözeltisi kar›flt›r›l›yor. Ka- kar›fl›m›n HCl çözeltisinden geçirildi¤inde hacmi 8 litre azal›yor. Geriye kalan kar›fl›m›n yak›ld›¤›n- r›fl›m çözeltinin pH’› kaç olur? da 2 litre O2 gaz› harcan›yor. CO2 gaz›n›n kar›fl›mdaki hacimce yüzdesi nedir? A) 0 B) 4 C) 6 D) 7 E) 10 A) 60 B) 50 C) 40 D) 30 E) 20 263

ÇÖZELT‹LERDE DENGE TEST – 3 (LYS’YE YÖNEL‹K SORULAR) 1. pH 5. Bir zay›f asitin 0,1 molarl›k çözeltisi için; I. pH’› 1’dir. 13 II. 0,1M NaOH çözeltisi ile karfl›t›r›l›rsa nötr tuz çözeltisi oluflur. X III. 0,1M HNO3 çözeltisi ile kar›flt›r›l›rsa tampon 7 çözelti oluflur. yarg›lar›ndan hangileri yanl›flt›r? 2 Y Vx fiekildeki titrasyon e¤risinin elde edilebilmesi için X ve Y s›v›lar› afla¤›dakilerden hangisi ol- A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III mal›d›r? X Y 6. Zn ve Mg elementlerinden oluflan 40 graml›k ka- ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ r›fl›m 2M NaOH çözeltisi ile tepkimeye sokuldu- A) 0,01M HNO3 0,1M NaOH ¤unda 200 ml NaOH çözeltisi ile tepkime veriyor. B) 0,1M HCl 0,01M NaOH Buna göre; I. H2 gaz› a盤a ç›kar. C) 0,01M HNO3 0,1M NH3 II. Kar›fl›mda 18 gram Zn bulunuyor. D) 0,1M KOH 0,1M HCl III. Mg(OH)2 sulu çözeltisi oluflur. yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? E) 0,1M NaOH 0,01M HNO3 (Mg = 24, Zn = 65) 2. Yandaki çözeltiye afla¤›- 0,1M HCl ESEN YAYINLARI A) Yaln›z I B) I ve II C) I ve III dakilerden hangisi ekle- çözeltisi D) II ve III E) I, II ve III nirse çözeltinin pH’› 13 olur? (NaOH = 40, 1 litre KOH = 56) 7. 0,1M HNO3 sulu çözeltisine; A) 0,2 mol Na(k) I. Saf su B) 0,2 mol NaOH(k) C) 4 gram NaOH(k) II. 0,1M NaOH çözeltisi D) 5,6 gram KOH(k) E) 22,4 gram KOH(k) III. 0,2M HNO3 çözeltisi s›v›lar›ndan hangileri ayr› ayr› eklendi¤inde oluflan çözeltinin pH de¤eri 1’den küçük olur? 3. ‹ki de¤erlikli bir asidin 0,18 gram›n› nötürlefltir- A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III mek için 0,1M NaOH çözeltisinden 40 ml harcan- D) I ve II E) I ve III d›¤›na göre, asidin mol kütlesi nedir? A) 180 B) 135 C) 90 D) 45 E) 18 8. Asit Baz ⎯⎯⎯ ⎯⎯⎯ NaOH I. HCl II. H2SO4 NaOH 4. Afla¤›da verilen ikili kar›fl›mlardan hangileri III. H2SO4 Sr(OH)2 tampon çözelti oluflturur? Yukar›dakilerden hangilerinde verilen kuvvet- I. HCl ve CH3COOH çözeltileri kar›fl›m› li asit ve kuvvetli bazlar› eflit hacim ve deri- II. NaOH ve NH3 çözeltileri kar›fl›m› III. CH3COONa ve CH3COOH çözeltileri kar›fl›m› flimdeki sulu çözeltilerinin kar›fl›m› nötr özel- lik gösterir? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III D) I ve II E) II ve III D) I ve III E) II ve III 264

Çözeltilerde Denge 9. Eflit hacim ve deriflimli NH3 ve HNO3 çözeltile- 13. HX zay›f asidi ile haz›rlanm›fl bir sulu çözelti rinin kar›flmas›yla oluflan NH4NO3 çözeltisi için; asidik özellik gösterdi¤ine göre, I. pOH’› II. Hacmi I. HNO3 kuvvetli asittir. III. Nötrleflmesi için gerekli KOH mol say›s› II. NH3 zay›f bazd›r. de¤erlerinden hangileri bilinirse HX’in asitlik III. NH+4 iyonu sulu çözeltide asidik özellik göste- sabiti (Ka) hesaplanabilir? rir. A) Yaln›z I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 10. 0,1M, 400 ml HCl çözeltisi ile 0,2 molar kaç ml 14. XOH ve YOH’›n 25 °C’deki bazl›k sabitleri; Ba(OH)2 çözeltisi tam nötürleflir? XOH için: Kb = 1.10–8 YOH için: Kb = 1.10–10 dur. A) 100 B) 200 C) 300 D) 400 E) 500 25 °C’de haz›rlanan eflit deriflimli XOH ve YOH 11. Asitlik sabiti 1.10–8 olan HA asidinin sulu çözelti- ESEN YAYINLARI sulu çözeltileri için; sinin 100 ml’si 4 gram NaOH ile nötrlefliyor. I. X+ iyonu deriflimi Y+ iyonu derifliminden bü- Buna göre, HA çözeltisinin pH’› kaçt›r? (Na: 23, O: 16, H: 1) yüktür. II. H+ iyonu deriflimi, YOH çözeltisinde daha bü- A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 yüktür. III. pH de¤eri, YOH çözeltisinde daha büyüktür. yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? 12. A) Yaln›z I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 0,1M X(aq) 0,1M X(aq) pH = 13 pH = 1 Bir de¤erli asit ya da baza ait oldu¤u bilinen 15. Biri kuvvetli asit, di¤eri zay›f asit olan iki çözeltinin de¤erlikleri ve molar deriflimleri eflittir. kaplardaki X ve Y çözeltileri için; Buna göre; I. Çözeltilerin elektrik iletkenlikleri farkl›d›r. I. X kuvvetli baz, Y kuvvetli asittir. II. Suda iyonlaflma yüzdeleri farkl›d›r. III. Zay›f asidin OH– iyonu deriflimi, kuvvetli II. X çözeltisinin pOH’›, Y çözeltisinin pH’›na asidinkinden büyüktür. ifadelerinden hangileri do¤rudur? eflittir. III. Turnusol boyas› damlat›l›rsa X çözeltisi mavi, Y çözeltisi k›rm›z› renk verir. yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III D) II ve III E) I, II ve III 265

ÇÖZELT‹LERDE DENGE TEST – 6 (LYS’YE YÖNEL‹K SORULAR) 1. AB2 nin Kç de¤eri 3,2.10–14 oldu¤una göre 5. Doymufl AgCl çözeltisine ayn› s›cakl›kta bir 2500 ml suda en çok kaç gram AB2 çözünebi- lir? (AB2 = 90) miktar kat› NaCl kat›ld›¤›nda, I. Ag+ iyonlar› deriflimi azal›r. A) 2.10–5 B) 2,5.10–4 C) 4,5.10–3 D) 2,5.10–3 E) 5.10–5 II. Bir miktar AgCl(k) çökeltisi oluflur. III. Kç de¤eri küçülür. yarg›lar›ndan hangileri do¤ru olur? A) Yaln›z I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 2. AB2(k) A+(2aq) + 2B–(aq) ΔH > 0 Denklemine göre suda iyonlaflan AB2 tuzu- nun doymufl çözeltisi için; 6. XY2(k) tuzunun Kç de¤erini hesaplayabilmek için, I. Minimum enerjiye e¤ilim çökme yönündedir. I. Doymufl XY2 çözeltisindeki Y–1 iyonlar› molar deriflimi II. Maksimum düzensizli¤e e¤ilim çözünme yö- II. X’in atom kütlesi nündedir. III. XY2 nin çözünürlü¤ü (mol/litre) III. S›cakl›k art›r›l›rsa A+2 nin denge deriflimi ar- niceliklerinden hangilerinin tek bafl›na bilin- tar. mesi yeterlidir? hangisi ya da hangileri do¤ru olur? A) Yaln›z I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III A) Yaln›z II B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III ESEN YAYINLARI 3. I. C(k) + H2O(g) + Is› CO(g) + H2(g) 7. N2O(g) N2O(aq) + 4,8 kkal II. KNO3(k) + Is› K+(aq) + NO–3(aq) Denge tepkimesinde s›cakl›k art›r›ld›¤›nda, III. C2H5OH(s) C2H5OH(aq) + Is› I. Denge maksimum düzensizli¤in oldu¤u yöne IV. N2O(g) N2O(aq) + Is› kayar. Yukar›daki tepkimelerden hangilerinde mini- II. N2O(g)’nun çözünürlü¤ü azal›r. III. K denge sabitinin say›sal de¤eri azal›r. mum enerji ile maksimum düzensizlik etken- leri aras›nda bir denge kurulamaz? ifadelerinden hangileri do¤ru olur? A) I ve II B) Yaln›z III C) II ve III A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) III ve IV E) I, II ve III D) I ve III E) I, II ve III 4. Doymufl Ag2CrO4 çözeltisinde Ag+ iyonu deri- 8. 0,3M Ca(NO3)2 çözeltisinin 200 ml’si ile 0,1M flimi 4.10–4M oldu¤una göre çözünürlük çarp›- NaCl çözeltisinin 800 ml’si kar›flt›r›l›yor. Çökelme tamamland›¤›nda çözeltide Cl– iyo- m› Kç kaçt›r? nu deriflimi kaç M olur? (CaCl2 için Kç = 8.10–12) A) 8.10–8 B) 4.10–12 C) 1,6.10–11 A) 2.10–2 B) 6.10–2 C) 2.10–6 D) 3,2.10–11 E) 3,2.10–12 D) 2.10–5 E) 4.10–10 270

Çözeltilerde Denge 9. I. Saf su 13. CaF2(k) nin 0,2M Ca(NO3)2 çözeltisindeki çözü- II. 0,1M NaCl çözeltisi nürlü¤ü 2.10–5 mol/l oldu¤una göre, CaF2(k) nin III. 0,1M AgNO3 çözeltisi Yukar›daki üç çözeltiye ayn› s›cakl›kta yeteri ka- çözünürlük çarp›m› Kç kaçt›r? dar kat› AgCl at›l›p çözülüyor. Çözeltideki Ag+ iyonu deriflimi için hangi kar- A) 4.10–6 B) 2.10–8 C) 3,2.10–10 fl›laflt›rma do¤rudur? D) 1,6.10–10 E) 3,2.10–14 A) I > II = III B) III > II > I C) III > I > II 14. Mg(OH)2(k) Mg+(2aq) + 2OH–(aq) ΔH > 0 D) II > I > III E) II = III > I Tepkimesi dengededir. Buna göre; I. Ortama Mg(OH)2(k) eklemek II. S›cakl›¤› düflürme III. Ortama HCl ekleme 10. BaF2(k) n›n çözünürlük çarp›m› 3,2.10–8 oldu- ifllemlerinden hangileri tepkimeyi çözünme ¤una göre 100 ml suda kaç gram BaF2(k) çözü- nebilir? (BaF2 = 175) yönünde kayd›r›r? A) Yaln›z II B) Yaln›z III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III A) 3,5.10–2 B) 1,75.10–2 C) 2.10–3 D) 3,5.10–3 E) 2.10–4 11. PbI2’nin 0,2M NaI’deki çözünürlü¤ü 8.10–7 ESEN YAYINLARI 15. PbSO4(k) Pb+(2aq) + SO–42(aq) ΔH > 0 mol/l ise saf sudaki çözünürlü¤ü kaç mol/l Tepkimesi dengededir. Doymufl çözelti bir süre dir? so¤utulursa afla¤›dakilerden hangisi do¤ru olur? A) 1.10–3 B) 2.10–3 C) 4.10–3 ⎯Pb⎯SO⎯4⎯(k)⎯kü⎯tle⎯si K⎯ç⎯⎯⎯ [⎯SO⎯4⎯–2⎯] D) 4.10–8 E) 8.10–8 A) Artar Küçülür Azal›r B) Artar Küçülür De¤iflmez 12. Dengede bulunan yandaki C) De¤iflmez De¤iflmez Azal›r D) De¤iflmez Küçülür De¤iflmez çözeltiye ayn› s›cakl›kta saf doymufl çözelti E) Azal›r Büyür Artar su kat›l›yor. Sistemin tek- rar dengeye gelmesiyle AgCl(k) AgCl(k) kütlesi ve Ag+ iyonlar› derifliminin, bafl- lang›ca göre de¤iflimi için hangisi do¤ru 16. NaCl çözelti içerisinde çözünen AgCl’nin mol olur? (AgCl için Kç = 1.10–10) miktar›n› hesaplamak için; I. NaCl çözeltisinin hacmi A⎯g⎯Cl⎯(k)⎯kü⎯tle⎯si⎯ [Ag+] II. NaCl çözeltisinin molaritesi A) Azal›r ⎯⎯⎯⎯⎯ III. AgCl’ün saf sudaki çözünürlü¤ü Artar de¤erlerinden hangilerinin bilinmesi yeterli- dir? B) Azal›r De¤iflmez C) De¤iflmez De¤iflmez D) De¤iflmez Artar A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III E) Azal›r Azal›r 271

ÇÖZELT‹LERDE DENGE TEST – 9 (LYS’YE YÖNEL‹K SORULAR) 1. X(OH)2 kuvvetli baz olan bir maddedir. 5. X(OH)2 nin 12,2 gram› ile haz›rlanan çözelti- nin pH’›n›n 13 olabilmesi için çözelti hacmi HCI NaOH HCI kaç litre olmal›d›r? (X :88, O:16,H:1) A) 2 B) 0,5 C) 0,3 D) 0,2 E) 0,1 KCI KCI KOH 2. 10 ml, 1.10–4M lik NaCl çözeltisi ile 10 ml, 1.10–2 I II III M lik AgNO3 çözeltisi kar›flt›r›l›yor. Yukar›daki kaplardaki çözeltilerin deriflim ve ha- Tepkime sonucu dengeye ulaflan çözelti için cimleri eflittir. afla¤›dakilerden hangisi do¤rudur? (AgCl için Kç = 1,7.10–10) Bu kaplara üzerinde belirtilen çözeltiler ek- I. Cl– deriflimi yar›ya iner. lendi¤inde herbirinin pH lar›ndaki de¤iflimi II. Cl– ve Ag+ iyonlar› çarp›m› Kç’den büyüktür. III. AgCl çökeltisi oluflur. afla¤›dakilerden hangisinde do¤ru olarak ve- rilmifltir? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III I II III ⎯⎯⎯⎯ ⎯⎯⎯⎯ ⎯⎯⎯⎯ D) I ve III E) II ve III A) Artar Artar Azal›r B) Azal›r Artar Artar 3. X, Y, Z çözeltilerinin baz› özellikleri afla¤›daki gi- C) Artar Azal›r Artar bidir. D) Azal›r Artar Azal›r I. X, NH3 ile nötrleflme tepkimesi vermektedir. II. Y ve Z çözeltinin eflit hacim ve deriflimleri ka- ESEN YAYINLARI E) Artar Azal›r Azal›r r›flt›r›ld›¤›nda kar›fl›m k›rm›z› turnusolu mavi- 6. Belirli s›cakl›kta 1 kg suda 2 gram CaBr2(k) ye çevirmektedir. çözündü¤üne göre, ayn› s›cakl›ktaki Kç de¤e- ri kaçt›r? (Ca = 40 Br = 80, CaBr2’nin hacmi ih- III. X ve Y çözeltilerinin eflit hacim ve deriflimleri mal edilecek) kar›flt›r›ld›¤›nda ortam›n pH de¤eri 7 olmak- tad›r. A) 2.10–4 B) 4.10–4 C) 4.10–6 D) 2.10–15 E) 4.10–15 Buna göre afla¤›dakilerden hangisinin do¤- rulu¤u kesin de¤ildir? 7. 0,18M, 2 litre KOH özeltisine 0,2M, 2 litre HCl çözeltisi kar›flt›r›l›yor. Kar›fl›m›n pH’› kaç olur? A) X çözeltisi asittir. A) 1 B) 2 C) 1.10–2 B) Y çözeltisi bazd›r. D) 12 E) 1.10–12 C) Z çözeltisi bazd›r. D) X çözeltisinin pH de¤eri 7’den küçüktür. E) Y çözeltisinin [OH–] > 1.10–7 M’dir. 4. 0,2M, 200 ml HI sulu çözeltisine 0,7M, 100 ml 8. Ka = 5 . 10–9 olan HA zay›f asidin 0,02 M’l›k çö- zeltisinin pH de¤eri afla¤›dakilerden hangisi- NaOH sulu çözeltisi ilave ediliyor. Karfl›m›n pH’› dir? kaç olur? A) 13 B) 12 C) 7 D) 3 E) 1 A) 1,5 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 276

Çözeltilerde Denge 9. 0,1M HA çözeltisinin pH = 3 oldu¤una göre; 13. I. Asitler bütün metallere etki ederek H2(g) aç›- ¤a ç›kar›rlar l. Asit % 1 oran›nda iyonlaflm›flt›r. ll. KA, asitlik sabiti 1.10–5 dir. II. 25°C deki bir baz çözeltisinde lll. [OH–] = 1.10–11 M d›r. [H+] > 1.10–7 M dir. yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? A) Yaln›z l B) Yaln›z ll C) l ve ll III. Asit çözeltilerinden [OH–] < 1.10–7 M dir. D) ll ve lll E) l, ll ve lll Yukar›dakilerden hangileri asit ve baz çözel- tileri için do¤rudur? 10. Ag2CO3(k) ←→ 2Ag+(aq) + CO3–(2aq) A) Yaln›z I B) Yaln›z III C) I ve III çözünme denklemine göre ; D) II ve III E) I, II ve III I. Kç = [Ag+]2 [CO3–2] dir. 14. Cr2(SO4)3 bilefli¤inin çözünürlük çarp›m› ba- II. Kaba su kat›l›rsa tepkime ürünler taraf›na yü- ¤›nt›s› afla¤›daki seçeneklerden hangisidir? rür. A) Kç = [Cr+3] [SO4–2] III. [Ag+] = 2.10–8 M oldu¤unda ESEN YAYINLARI B) Kç = [Cr+3] [SO4–2]2 Kç = 4.(2.10–8)3 olur. C) Kç = [Cr+]3 [SO4–2]2 D) Kç = [Cr +3]2 [SO4–2]3 ifadelerinden hangilerini do¤rulu¤u kesin de- E) Kç = [Cr+3]2 [S+6] [O–6]4 ¤ildir? A) Yaln›z III B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 15. I. Zay›f bir asit olan HX’in sulu çözeltisinin pH de¤eri 6 d›r. 11. 6,1 gram X(OH)2 bilefli¤i, 0,2M 500 ml HI çözelti- II. Bu çözeltinin 20 ml’sini nötürlefltirmek için sine kar›flt›r›l›nca ortam›n pH’› 7 oldu¤una göre X 0,02 mol MOH baz› gerekmektedir. metalinin atom a¤›rl›¤› nedir? (O = 16, H = 1) Buna göre HX asidinin iyonlaflma sabiti (Ka) A) 137 B) 88 C) 65 D) 40 E) 24 de¤eri kaçt›r? A) 1.10–12 B) 10–11 C) 1.10–10 D) 2.10–11 E) 5.10–11 12. XY2(k) ←→ X+(a2q) + 2Y(–aq) ΔH < 0 XY2 kat›s› sabit s›cakl›kta kendi kat›s›yla denge- 16. Oda s›cakl›¤›nda 59,2 miligram XCO3 ile 100 l de bulunmaktad›r. Bu çözelti ›s›t›l›rsa, doymufl çözelti haz›rlan›yor. I. Kat› kütlesi artar. Ayn› s›cakta XCO3 çözeltisinin çözünürlük II. Çözünürlük çarp›m› küçülür. çarp›m› Kç ne olur? (XCO3 = 148 g) III. ‹yonlar›n molar de¤iflimleri artar yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? A) 4.10–12 B) 1,6.10–11 C) 4.10–10 D) 1,6.10–9 E) 1,6.10–7 A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 277

4. ÜNİTE ELEKTROKİMYA 1. MADDE VE ELEKTRİK İLİŞKİSİ 2. STANDART ELEKTROT POTANSİYELLERİ 3. ELEKTROKİMYASAL HÜCRELER Redoks tepkimeleri insanları canlı kılar. Fotosentez yoluyla güneş enerjisini tutan ve daha sonra bu enerjiyi kaslar ve insan aklına güç vermekte kullanılan tüm önemli tepkimelerde redoks vardır. Redoks tepkimeleri yanlış kullanıldığında, patlama ve yanma ile sonlanarak aynı zamanda ölüme yol açabilir. Doğru kullanmak insanlığın kontrolündedir. Redoks tepkimeleri, maden cevherlerinden metallerin çıkarılmasından, petrolün petrokimyasallara çevrilmesine kadar kimya endüstrisinin her alanında vardır. Her alanında kullanılmaktadır. Redoks tepkimeleri, endüstrinin ürettiği zararlı yan ürünlerinin zararsız hâle getirilmesinde de işe yaramaktadır. Redoks tepkimeleri elektrik oluşumunda kullanılabilir ve küçük, hafif, uzun ömürlü güç kaynaklarının gelişmesine temel teşkil etmekte- dir. Teknolojinin gelişmesi önemli ölçüde bu güç kaynaklarının işlevine bağlıdır.

 MADDE - ELEKTRİK İLİŞKİSİ 1. FARADAY DENEYLERİ 2. ELEKTRİK MADDEYİ NEDEN DEĞİŞTİRİR? 3. YÜKSELTGENME BASAMAKLARI VE İYON YÜKLERİ 4. REDOKS REAKSİYONLARININ DENKLEŞTİRİLMESİ Radyolarda, kaset çalarda,  cep telefonlarında, MP3'lerde ve taşınır bilgisayarlarda kullanılan elektrik pillerinin hepsi elektrik akımını oluştur- mak için redoks tepkimelerini kullanmaktadır. Güneş tarafından sağlanan temiz enerjinin yine temiz ve çevre kirlenmesi olmaksızın kullanılması bu alanın geliştirilmesine bağlıdır. Bu alan, elektrik ve kimyasal tepkime ilişkisini inceleyen elektro- kimyadır. Kimyasal tepkimelerin elektrik üretimin- de, elektriğin de kimyasal tepkime oluşturmada kullanılmasıyla ilgili kimya dalına elektrokimya denir. 1. BÖLÜM

MADDE VE ELEKTR‹K ‹L‹fiK‹S‹ Elektrokimya 1. FARADAY DENEYLER‹ 2. ELEKTR‹K MADDEY‹ NEDEN DE⁄‹fiT‹R‹R? Michael Faraday 1830’lar- Anot Katot Madde tanecikli yap›da; madde tanecikleri de da kimyasal bilefliklerin sulu elektrikli yap›dad›r. Elektri¤i, elektrik yükü kazanm›fl maddesel tanecikler tafl›r. Elektrik ak›m›n›n geçti¤i çözeltilerinden elektrik ak›m›- her yerde, elektrik yüklü taneciklerin ak›m do¤rultu- sunda hareket etmeleri gerekir. n› geçirmifltir. Michael Fara- Kat› maddelerde atom ve moleküllerin hareketi day sulu çözeltilerinden elek- +– A çok dar bir bölgede s›n›rl›d›r. Bir çok kat› madde elek- trik ak›m› geçirilen maddenin Ampermetre tri¤i iletemez, yal›tkand›r. Baz› kat›lar, özellikle metal- ler elektri¤i iyi iletirler. Metallerde elektrik, elektronlar- yap›s›nda de¤ifliklik meydana geldi¤ini saptam›flt›r. la iletilir. Baflka bir deyiflle metallerde elektrik tafl›y›c›- lar; elektronlard›r. Maddenin elektriksel yap›s› hakk›nda ipuçlar› elde et- Yap›lan tüm deneylerde, metallerde elektrik yük- mifltir. Michael Faraday elektrik ak›m› uygulanan lerinin elektronlarla tafl›nd›¤› kan›tlanm›flt›r. Atomlar, iyonlar ya da moleküller bu tafl›mada yer almaz. Bun- maddelerin bileflenlerine ayr›flarak anot ve katot ola- dan dolay› elektri¤i ileten metallerin yap›s› de¤iflmez. rak nitelenen elektrotlarda topland›¤›n› göstermifltir. Normal durumlardayken atomlar›n nötral oldu¤u- nu biliyoruz. Herhangi bir etki ile elektron kaybetmifl Faraday bir elementin çeflitli bilefliklerinin, ayn› kap- ya da fazladan elektron kazanm›fl atom gruplar›na iyon denir. S›v› haldeki metaller ile asit, baz ve tuzla- lardaki çözeltilerinden, elektrik ak›m› geçirildi¤inde r›n çözeltileri bir yana b›rak›l›rsa, s›v›lar›n ço¤u elek- tri¤i iyi iletmezler. Hatta bunlar›n büyük bir bölümü ya- elektrotlarda toplanan madde miktar›n›n devreden l›tkand›r. geçen ak›ma ba¤l› olarak artt›¤›n› ortaya koymufltur. Asitler, bazlar ve tuzlar gibi sudaki çözeltileri elektri¤i ileten maddelere elektrolitik maddeler denir. Di¤er taraftan, farkl› elementlerin bilefliklerinin çözel- Elektrolitik madde kendi çözeltisinde iyonlafl›r. Örne- ¤in yemek tuzu suya konulunca yemek tuzu kristalle- tisinden elektrik ak›m› geçirildi¤inde, toplanan ele- rinin yap›s› bozulur. Su molekülleri ile etkileflimi sonu- cu bir yemek tuzu taneci¤i; mentlerin miktarlar› aras›nda bir düzenlilik oldu¤unu ESEN YAYINLARI NaCl(k) ⇒ Na+(suda) + Cl–(suda) gözlemlemifltir. denklemine göre sodyum iyonu ve klor iyonuna ayr›l›r. Bunda elektron kaybederek (+) yüklenmifl olan Ayr›ca, Michael Faraday havas› boflalt›lm›fl bir sodyum atomuna kayton, elektron kazanarak (–) yük- cam borunun iki ucuna bir do¤ru ak›m üreteci ba¤la- lenmifl klor atomuna anyon denir. m›fl, tüpün negatif uç ba¤lanm›fl ucundan, yani kato- tundan bir ›fl›¤›n ç›karak pozitif uç ba¤lanm›fl tüp ucu- Elektrolitik bir maddenin sudaki çözeltisine elek- na, yani anota gitti¤ini tespit etmifltir. Böylece Fara- trolit ad› verilir. Anyon ve katyon terimleri elektrolit day katot ›fl›nlar›n› keflfetmifltir. içindeki yüklü atom ve atom gruplar› için kullan›l›r. Maddenin elektrik yüklü hale gelmesi, maddenin 291 dolay›s›yla atomun elektrik yüklerinin oldu¤unu gös- termifltir. Maddenin yap›s›ndaki elektrik yüklerinin ha- reket etti¤i elektroliz, katot ›fl›nlar› deneyi ve benzeri deneyler taraf›ndan ispatlanm›flt›r. Bu çal›flmalar sonucunda ortaya ç›kan sonuçlar, bilim adamlar›n› atomun yap›s›n› dolay›s›yla atom al- t› taneciklerini araflt›rmaya yönlendirmifltir. Bu araflt›r- malar atomun temel taneciklerinin ve özelliklerinin keflfi ile sonuçlanm›flt›r. Bugün bir çok tanecik ve bu taneciklerin elektriksel yap›s› bilinmektedir.

Elektrokimya SO 4–2 Sülfat Karbonat Bir s›v›n›n elektri¤i iletmesi, o s›v› içinde serbest- CO –2 Kromat çe hareket edebilen iyonlar›n bulunmas›na ba¤l›d›r. 3 Dikromat Hidrojen fosfat Bir elektrolitten ya da elektri¤i ileten bir s›v›dan CrO –2 Tiyosülfat elektrik ak›m›n›n geçmesi, maddenin bileflenlerine ay- 3 Fosfat r›lmas›na yani analiz olmas›na neden olur. Çünkü an- Okzalat yon ve katyonlar aras›nda elektron aktar›m›n› sa¤laya- Cr2 O7–2 Hipoklorit rak anyon ve kaytonun nötrleflmesine sebep olur. Saf Klorit maddeler oluflur. Su, bir katalizör yard›m›yla elektrik HPO –2 ak›m›na tabi tutuldu¤unda su, bileflenleri olan H2 ve O2 4 elementlerine ayr›fl›r. Sonuçta yap›s› de¤iflmifl olur. S2 O3–2 Elektrik ak›m›, elektrolit s›v› maddelerin yap›s›n›, PO4–3 iyonlar aras›ndaki elektron aktar›m›ndan dolay› de- ¤ifltirir. C 2 O –2 4 CIO– CIO2– 3. YÜKSELTGENME BASAMAKLAR VE ‹YON ESEN YAYINLARI b) Yükseltgenme Basama¤› YÜKLER‹ Bir atomun bilefliklerinde ald›¤› veya verdi¤i elek- a) ‹yonlar tron say›s›na yükseltgenme basama¤› (yükseltgenme say›s›) denir. Herhangi bir etki ile elektron kaybetmifl veya faz- ladan elektron kazanm›fl atom ya da atom gruplar›na NaCl bilefli¤i oluflurken sodyum atomu bir elek- iyon denir. (+) yüklü iyonlara katyon, (–) yüklü iyon- tronunu klor elementinin bir atomuna verir. Sodyum lara anyon denir. +1, klor –1 yüklenir. Öyleyse Na’n›n yükseltgenme basama¤› +1, Cl’n›n yükseltgenme basama¤› –1 dir. Na+, K+, Cl– gibi iyonlara tek atomlu iyonlar denir. Çünkü bunlarda sadece bir atom vard›r. Birkaç istisna * Serbest element atomunun yükseltgenme basa- d›fl›nda metaller katyonlar›, ametaller ise anyonlar› ma¤› 0 d›r. Na, Cl, O2, Cl2 gibi atom ve molekül- oluflturur. lerdeki atomlar›n yükseltgenme basama¤› s›f›r- d›r. Ayr›ca, iki veya daha çok say› da atom birleflerek, pozitif ya da negatif yüklü bir iyon oluflturulabilir. OH–, * Tüm atomlar›n yükseltgenme basamaklar›n›n NH4+, SO–24, CN– ve NO–3 gibi iyonlara kök, poliatomik toplam›; iyonlar ya da çok atomlu iyonlar denir. Çünkü bunlar- da birden çok atom vard›r. a) Serbest atomlar, moleküller ve iyonik bilefliklerin tanecikleri gibi nötr türlerde s›f›rd›r. CH4, MgCl2, İyonlar Adlandırma Ca gibi birimlerde yükseltgenme basamaklar› Amonyum toplam› 0 d›r. NH + Hidroksit 4 Klorat b) Bir iyonda iyonun yüküne eflittir. Siyanur Fe+3, O–2 ve MnO–41 de atomlar›n yükseltgenme OH– Bikarbonat basamaklar›n›n toplam› iyonun yüküne eflittir. Nitrat K2Cr2O7 de K+1 ve O–2 dir. Cr’nin yükseltgen- CIO – Permanganat me basama¤› x ise 3 Bisülfat Nitrit 2(+1) + 2x + 7(–2) = 0 olmal›d›r. CN– +2 + 2x – 14 = 0 ⇒ 2x = +12 HCO – 3 x = +6 olur. NO3– MnO4– HSO4– NO2– SO –2 3 292

Elektrokimya SO–24 de O–2 dir. S nin yükseltgenme basama¤› 4. REDOKS REAKS‹YONLARININ x ise DENKLEfiT‹R‹LMES‹ x + 4(–2) = –2 olmal›d›r a. Yükseltgenme x – 8 = –2 ⇒ x = +6 olur. Bir Atomun veya bir iyonun elektron vermesi so- nucunda de¤erli¤i artar. De¤erli¤i artt›r›c› etkisinden 3. 1A grubu metaller bilefliklerinde yükseltgenme dolay› elektron verme olay›na yükseltgenme denir. basama¤› +1, 2A grubu metallerinin ise +2 dir. Al’nin yükseltgenme basama¤› +3 tür. Ca ⎯→ Ca+2+2e– 4. Florün bilefliklerindeki yükseltgenme basama¤› Bu denklemde Ca atomu 2 elektron vererek yükselt- –1 dir. genmifltir. Ca yükseltgenen madde Ca+2 iyonu yük- 5. Hidrojenin metallerle oluflturdu¤u bileflikleri hariç, seltgenme ürünüdür. bilefliklerinde hidrojenin yükseltgenme basama¤› +1 dir. Oksitlenme, bir tür yükseltgenmedir. 6. Bilefliklerinde oksijenin yükseltgenme basama¤› 00 +2 –2 –2 dir. H2O, CO2, KMnO4 gibi. Oksijenin peroksit- lerle yükseltgenme basama¤› –1 dir. H2O2, K2O2, 2Ba(k)+O2(g) ⎯→ 2BaO(k) Na2O2, CaO2 gibi. BaO aç›l›m›nda Ba+2, O–2 dir. Ba atomu O atomuna 2 7. Metallerle yapt›¤› ikili bilefliklerde 7A grubu ele- mentlerinin yükseltgenme basama¤› –1, 6A gru- elektron vererek yükseltgenmifltir. bu ametallerinin –2, 5A grubu ametallerinin –3 dür. S–2 ⎯→ S+6 + 8e– BaBr2’de Br’n›n yükseltgenme basama¤› –1, ESEN YAYINLARI S–2 iyonu 8 elektron vererek yükseltgenmifltir. S+6 ise CaS’de S’nin yükseltgenme basama¤› –2, yükseltgenme ürünüdür. K3N’de N nin yükseltgenme basama¤› –3’tür. b. ‹ndirgenme KMnO4 bilefli¤inde Mn’nin yükseltgenme basama¤›n›n hesaplanmas› için K ve O’nun yük- Bir atomun veya bir iyonun elektron almas› sonucun- seltgenme basamaklar›n›n bilinmesi gerekir. da de¤erli¤i azal›r. De¤erli¤i azalt›c› etkisinden dolay› K’n›n +1, O’nun –2 dir. elektron alma olay›na indirgenme denir. +1 + x +4(–2) = 0 olmal›d›r O + 2e– ⎯→ O–2 +1 + x – 8 = 0 ⇒ x = +7 dir. Bu denklemde O atomu 2 elektron alarak indirgen- mifltir. O–2 ise indirgenme ürünüdür. Mn’nin yükseltgenme basama¤› +7 dir. 2Ba(k) + O2(g) ⎯→ 2BaO(k) O atomu Ba atomundan 2 elektron alarak indirgen- mifltir. Fe+3 + e– ⎯→ Fe+2 Denkleminde Fe+3 iyonu bir elektron alarak indirgen- mifltir. Fe+2 indirgenme ürünüdür. N+3 + 6e– ⎯→ N–3 N+3 iyonu 6 elektron alarak indirgenmifltir. N–3 indir- genme ürünüdür. 293

Elektrokimya Yükseltgenme, bir elementin yükseltgenme say›- ÖRNEK s›n› art›r›r. HNO3 + H2S ⎯→ NO + H2O + S denklemi en küçük tam say›larla eflitlendi¤inde ‹ndirgenme, bir elementin yükseltgenme say›s›n› H2S’nin katsay›s› kaç olur? azalt›r. A) 2 B)3 C) 4 D) 5 E) 6 ÇÖZÜM Yükseltgenen madde indirgendir. 2. Yar› Tepkime Metodu ‹ndirgenen madde yükseltgendir. a) Tüm element atomlar›n›n yükseltgenme say›lar› Mg + 1 O2 \" MgO ve yükseltgenme say›lar›ndaki de¤iflmeler belir- 2 lenir. b) Yükseltgenme say›lar›ndaki de¤iflikliklerden, +2 –2 yükseltgenen ve indirgenen maddeler belirlenir. c) Yükseltgenme ve indirgenme yar› tepkimeleri için MgO oldu¤una göre; iki denklefltirilmemifl iskelet denklemler yaz›l›r. d) O ve H d›fl›nda yar› tepkimelerdeki tüm element- Mg ⎯→ Mg+2+2e– yükseltgenmifltir. ler eflitlenir. e) Asitli ortamdaki denklemlerde yükü eflitlemek için Mg yükseltgenen madde oldu¤una göre, indirgen- H+ iyonu kullan›l›r. Daha sonra H ve O atomlar›n› dir. eflitlemek için uygun tarafa H2O ilave edilir. O+2e– ⎯→ O–2 indirgenmifltir. O indirgenen madde oldu¤una göre, yükseltgen- dir. c. Tepkimelerinin Denklefltirilmesi ESEN YAYINLARI Yükseltgenme – indirgenme tepkimelerine re- doks denir. Elektronlar, bir tepkimede yok olmaz veya yoktan var edilemez, bu yüzden bir madde yükseltgendi¤in- de bu tepkimeyi oluflturan maddelerden bir baflkas›- n›n indirgenmesi gerekir. Bir denklem denklefltirmede elementlerin atom say›lar› eflitlenirken maddelerin toplam yükünün, ç›- kan maddelerin toplam yüküne eflit olmas› sa¤lan›r. I. De¤erlik Metodu Ön bilgiler daha önce sa¤land›¤›na göre de¤erlik metoduyla tepkimeleri denklefltirmenin genel ad›mla- r› flöyledir. a) Yükseltgenmeye ve indirgenmeye u¤rayan, yani yükseltgenme say›s› (de¤erlik) de¤iflen atomlar belirlenir. b) Yükseltgenme say›s› (de¤erlik) de¤iflimlerinden yararlanarak verilen ve al›nan elektron say›lar› eflitlenir. Bu say›lar›n çaprazlama olarak birbirine katsay› olarak getirilmesiyle redoksa ifltirak eden atomlar›n eflitli¤i sa¤lan›r. c) Atomlar›n, cinsi ve say›s›n›n korunumu ve yük eflitli¤i dikkate al›narak kalan atomlar›n katsay›la- r› yerlefltirilir. 294

Bazik ortamdaki denklemlerde yükü eflitlemek Elektrokimya için OH– iyonu kullan›l›r. Daha sonra H ve O atomlar›n› eflitlemek için uygun tarafa H2O ilave ÖRNEK edilir. S2O3–2 + I2 ⎯→ SO4–2 + I– f) Elektron say›lar› birbirine eflit olacak flekilde yar› bazik ortamdaki redoks tepkimesi en küçük tam tepkimeler birer faktörle çarp›l›r ve denklemler say›larla denklefltirildi¤inde H2O’nun katsay›s› toplan›r. kaç olur? A) 2 B) 3 C) 5 D) 8 E) 10 ÇÖZÜM ÖRNEK Cu + NO3– ⎯→ Cu+2 + NO asitli ortamda gerçekleflen tepkime en küçük tam say›larla denklefltirilirse, H+ iyonunun katsay›s› kaç olur? A) 2 B) 3 C) 5 D) 6 E) 8 ÇÖZÜM ESEN YAYINLARI 295

ELEKTROK‹MYA ÇÖZÜMLÜ SORULAR – 1 (OKULA YÖNEL‹K SORULAR) 1. I. NH4OH 3. P + HNO3 + H2O ⎯→ H3PO4 + NO II. HNO3 tepkimesi için, III. N2H4 IV. N2O I. HNO3 deki azot atomu indirgenmektedir. Azotun, hidrojen ve oksijenle oluflturdu¤u yukar›daki bilefliklerin azotun de¤erli¤ine gö- II. En küçük tam say›larla denklefltirilirse re, küçükten büyü¤e do¤ru s›ralan›fl› nedir? NO’nun katsay›s› 5 olur A) I, II, III, IV B) I, III, IV, II C) I, IV, II, III III. P atomu indirgendir. D) II, IV, III, I E) I, III, II, IV yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? ÇÖZÜM A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM ESEN YAYINLARI 2. I. CI2O, HCIO II. KCIO3, HCIO2 III. CI2O7, KCIO4 Yukar›dakilerden hangilerinde, CI’nin de¤er- li¤i her iki bileflikte de ayn›d›r? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) II ve III ÇÖZÜM 4. As2O3 + I2 + H2O ⎯→ H3AsO4 + HI tepkime denklemi en küçük tam say›larla denklefltirilirse HI’n›n katsay›s› kaç olur? A) 2 B) 4 C) 5 D) 6 E) 8 296

Elektrokimya ÇÖZÜM 6. Asitli ortamdaki; Cr2O7–2 + H2S ⎯→ Cr+3 + S tepkimenin denklemi en küçük tam say›larla denklefltirildi¤inde H+ iyonunun katsay›s› kaç olur? A) 5 B) 6 C) 8 D) 10 E) 16 5. KMnO4 + HCI ⎯→ KCI + MnCI2 + CI2 + H2O tepkime denklemi için; ÇÖZÜM I. KMnO4 deki Mn’ nin yükseltgenme say›s› +7 dir. II. HCI’ deki klor indirgenmifltir. ESEN YAYINLARI III. En küçük tam say›larla denklefltirilirse HCI’n›n katsay›s› 16 olur. yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM 7. Bazik ortamda gerçekleflen, –2 ⎯→ –2 I– S2O3 + I2 SO4 + tepkimenin denklemi en küçük tam say›larla denklefltirilirse OH– iyonunun katsay›s› kaç olur? A) 2 B) 6 C) 8 D) 10 E) 12 297

Elektrokimya ÇÖZÜM 9. CIO2 ⎯→ CIO2– + CIO3– bazik ortamda gerçekleflen tepkime denklemi için; I. Elektron al›fl verifli klor atomlar› aras›nda oluflur. II. CIO2’deki klor indirgenmifltir. III. Yükseltgenme yar› tepkimesi; 2OH– + CIO2 ⎯→ CIO3– + e– + H2O fleklindedir. yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? ESEN YAYINLARI A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II 8. Cr2O7–2 + SO2 ⎯→ Cr+3 + HSO4– D) I ve III E) I, II ve III asitli ortamda gerçekleflen tepkime için; ÇÖZÜM I. SO2 deki kükürt indirgenmifltir. II. Cr2O7–2 deki krom indirgenmifltir. III. Tepkime denklemi en küçük tam say›larla denklefltirilirse H2O’nun katsay›s› 1 olur. yarg›lar›ndan hangileri yanl›flt›r? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III D) I ve III E) II ve III ÇÖZÜM 298

Elektrokimya 10. Asitli ortamda gerçekleflen, ÇÖZÜM CrI3 + CI2 ⎯→ CrO4–2 + IO3– + CI– tepkime denklemi en küçük tam say›larla denklefltirildi¤inde CI2’nin katsay›s› kaç olur? A) 18 B) 21 C) 26 D) 28 E) 52 ÇÖZÜM ESEN YAYINLARI 11. Bazik ortamda gerçekleflen, MnO4– + NH3 ⎯→ MnO2 + NO2 tepkimesinin en küçük tam say›larla denklefl- tirilmifl yükseltgenme yar› tepkimesi afla¤›- dakilerden hangisidir? A) 7OH– + NH3 + 7e– ⎯→ NO2 + 5H2O B) 7OH– + NH3 ⎯→ NO2 + 7e– + 5H2O C) H2O + MnO4– + 3e– ⎯→ MnO2 + 4OH– D) H2O + MnO4– ⎯→ MnO2 + 4OH– + 3e– E) 5H2O + 7OH– + NH3 ⎯→ NO2 + 7e– 299

ELEKTROK‹MYA ALIfiTIRMALAR – 1 (OKULA YÖNEL‹K SORULAR) 1. KMnO4+SnCI2+HCI ⎯→ KCI+MnCI2+SnCI4+H2O 4. K2Cr2O7 + HCI ⎯→ KCI + CrCl3 + CI2 + H2O tepkimesi için; tepkimesi için; a) Yükseltgenen madde hangisidir? a) K2Cr2O7 deki krom atomunun yükseltgenme b) ‹ndirgenen madde hangisidir? say›s› kaçt›r? c) Denklem en küçük tam say›larla denklefltiri- b) ‹ndirgen madde hangisidir? lirse H2O katsay›s› kaç olur? c) ‹ndirgenen madde, indirgenirken kaç elek- tron almaktad›r? 2. CI2O + NO2 ⎯→ CI– + NO3– 5. H2SO3 + MnO4–2 ⎯→ SO4–2 + Mn+4 asitli ortamda gerçekleflen tepkime için; asitli ortamda gerçekleflen tepkimenin; a) Yükseltgenme yar› tepkimesinin denkleflmifl a) Yükseltgenme yar› tepkimesinin denklefltiril- hali nedir? mifl denklemi nedir? b) Yükseltgen madde hangisidir? b) ‹ndirgenme yar› tepkimesinin denklefltirilmifl denklemi nedir? c) Denklem en küçük tam say›larla denklefltiri- lirse H+ iyonunun katsay›s› kaç olur? c) Tepkime denkleminin en küçük tam say›larla denkleflmifl flekli nedir? ESEN YAYINLARI 3. Bazik ortamda gerçekleflen; 6. Cr(OH)3 + CIO– ⎯→ CrO4–2 + CI– AI + H2O ⎯→ AI(OH)4– + H2 bazik ortamda gerçekleflen tepkime için; tepkime denklemi için; a) Yükseltgenme yar› tepkimesinin en küçük a) Denklem en küçük tam say›larla denklefltiri- tam say›larla denklefltirilmifl denklemi nedir? lirken hangi tarafa kaç OH– ilave edilir? b) ‹ndirgenme yar› tepkimesinin en küçük tam b) ‹ndirgenen madde hangisidir? say›larla denklefltirilmifl flekli nedir? c) ‹ndirgen madde hangisidir? c) Tepkime denkleminin en küçük tam say›larla denklefltirilmifl flekli nedir? 300

7. H2C2O4 + MnO4– ⎯→ CO2 + Mn+2 Elektrokimya asidik ortamda gerçekleflen tepkimenin denk- lemi en küçük tam say›larla denkleflirse; 9. P4 ⎯→ PH3 + HPO3–2 bazik ortamda gerçekleflen tepkimenin denk- a) ‹ndirgen maddenin katsay›s› kaç olur? lemi en küçük tam say›larla denkleflirse, a) OH– iyonunun katsay›s› kaç olur? b) ‹ndirgenen maddenin katsay›s› kaç olur? b) PH3 bilefli¤inin katsay›s› kaç olur? c) H+ iyonunun katsay›s› kaç olur? 8. MnO4– + Br– ⎯→ MnO2 + BrO3– ESEN YAYINLARI 10. Bazik ortamda gerçekleflen, bazik ortamda gerçekleflen tepkimenin; As2S3 + NO3– ⎯→ NO + SO4–2 + H3AsO4 tepkimesi en küçük tam say›larla denklefltiriliyor. a) Yükseltgenme yar› tepkisinin en küçük tam Buna göre; say›larla denkleflmifl flekli nedir? a) Yükseltgenme yar› tepkimesinin denkleflmifl b) ‹ndirgenme yar› tepkimesinin en küçük tam fleklini yaz›n›z. say›larla denkleflmifl flekli nedir? b) Hangi maddeler yükseltgenmifltir? c) ‹ndirgenme yar› tepkimesinin denkleflmifl fleklini yaz›n›z. 301

STANDART ELEKTROT POTANSİYELLERİ 1. ELEKTROT POTANSİYELLERİ 2. ELEKTROKİMYASAL PİLLER 3. NERNST DENKLEMİ 4. REDOKS REAKSİYONLARININ İSTEMLİLİĞİ Kimyasal tepkimelerin elektrik üretiminde elektriğin de kimyasal tepkime oluşturmada kullanılmasıyla ilgili kimya dalına elektrokim- ya denir. İtalyan fizyolog Luigi Galvani, akım verilmiş kurbağa kasının reaksiyonunu gözle- yerek elektriği incelemiştir. O günden, bugü- ne kadar çok yol alınmıştır. Fakat, bunu daha ileriye götürmek ve temiz enerji olarak kulla- nımını sağlamak yeni nesillerin yetiştireceği genç bilim adamlarıyla mümkündür. Bunlar- dan biri neden siz olmayasınız. 2. BÖLÜM

Elektrokimya STANDART ELEKTROT POTANS‹YELLER‹ 1. ELEKTROT POTANS‹YELLER‹ +2 +2 Genel olarak elementlerin tepkimeye girme e¤ilimine Zn(k) + Fe(aq) → Fe(k)+Zn(aq) elementlerin aktifli¤i denir. Birbirine göre de¤erlendiri- lebilir. Birbirinin sulu çözeltilerindeki iyonlarla tepkime tepkimesinin kendili¤inden gerçekleflti¤ini, Zn metal verip vermediklerine bakarak, aktiflikleri s›ralayabiliriz. çubuk afl›n›rken dibe Fe(k) çöktü¤ünü gözlemleyebili- riz. Bunun anlam› Zn' nin Fe' den daha aktif oldu¤unu gösterir. Metallerin Aktifli¤i Zn metalinin elektron verme e¤ilimi, Fe’nin elektron Metallerin aktifli¤i, elektron verme e¤ilimidir. En kolay verme e¤iliminden büyüktür. elektron veren en aktiftir. Metallerin aktifli¤i minimum ayr›flma gerilimlerinin art›fl›na göre s›ralan›rsa, aktiflik Zn metalin yükseltgenme e¤ilimi, Fe'nin yükseltgen- s›ras› elde edilmifl olur. me e¤iliminden büyüktür. Bir elementin bir molünü bilefli¤inden ay›rarak, Zn' nin yükseltgenme gerilimi, Fe' nin yükseltgenme elementi saf olarak elde etmek için gerekli olan elektrik enerjisine minimum ayr›flma gerilimi de- geriliminden büyüktür. nir. Zn(k)⎯→ +2 + 2e– E=0,76 Volt Ca için 2,87 volt E=0,44 Volt Zn için 0,76 volt Zn (aq) Fe için 0,44 volt Fe(k) ⎯→ +2 + 2e– a) Metallerin aktifli¤i periyodik cetvelin bir grubunda yukar›dan afla¤›ya do¤ru inildikçe artar. Fe (aq) b) Metallerin aktifli¤i periyodik cetvelin bir periyodun- 2. Bir metal di¤er bir metalin sulu çözeltideki iyonlar› da soldan sa¤a do¤ru ilerledikçe azal›r. ESEN YAYINLARI ile tepkime vermiyorsa, di¤er element kendisinden Bunlar birer genellemedir. Mutlaka ayk›r›l›klar vard›r. Metal elementlerin aktiflik s›ras›; elektron verme, yük- daha aktiftir. Bu çözelti söz konusu olan metalden ya- seltgenme e¤ilimlerinin ifadesidir. Bu durumu do¤ru karfl›laflt›rmak için sulu çözeltideki iyonlar kullan›labi- p›lm›fl kapta saklanabilir. Kap ile çözelti aras›nda tep- lir. Bir metal çubuk, bir baflka metalin iyonlar›n›n bu- lundu¤u sulu çözeltisine kat›l›rsa iki olas›l›k ortaya ç›- kime olmaz kapta afl›nma gözlenmez. kar. fiekildeki kapta 1M Cu Fe+2 çözeltisi bulun- maktad›r. Bu çözeltiyi Cu metalinin bir çubu- Fe+2 ¤u kat›larak yeterli süre beklenirse, bir tepkime- 1M Fe+2 nin olmad›¤› gözlenir. Cu metalinin elektron verme e¤ilimi, Fe' nin elektron verme e¤iliminden daha küçüktür. 1. Bir metal di¤er bir metalin sulu çözeltisindeki iyon- Cu metalinin yükseltgenme e¤ilimi, Fe metalinin yük- lar› ile tepkime verip, onu element hale dönüfltürüyor- seltgenme e¤iliminden küçüktür. sa ondan daha aktiftir. Bu tür tepkimeler kendili¤inden gerçekleflir. Cu metalinin yükseltgenme gerilimi, Fe metalinin yük- Zn seltgenme geriliminden küçüktür. Fe+2 fiekilde verilen kapta 1M Fe+2 Cu(k) ⎯→ +2 + 2e– E= –0,34 Volt Fe+2 iyonlar› bulunmak- E=0,44 Volt tad›r. Bu çözeltiyi ar› Zn Cu (aq) metal çubuk dald›r›ld›- ¤›nda, Fe(k) ⎯→ Fe+(a2q) + 2e– Fe+2 iyonlar›n› içeren çözelti Cu metalinden yap›lm›fl kapta rahatl›kla saklanabilir. Kap ile çözelti aras›nda tepkime gerçekleflmez. 303

Elektrokimya ÖRNEK Ametallerin aktifli¤i elektron alma e¤ilimidir. XXZ a) Periyodik tablonun bir periyodunda soldan sa¤a Y+2 Z+2 K+2 do¤ru ilerledikçe artar. Buna 8A dahil de¤ildir. Yukar›daki kaplardan yaln›zca I. de tepkime olmakta- b) Bir grupta yukar›dan afla¤›ya do¤ru indikçe azal›r. d›r. Buna göre X, Y, Z metallerinin elektron verme e¤ilimlerine göre, küçükten büyü¤e do¤ru s›rala- Bunlar birer genellemedir. Ametallerin aktifli¤i elek- n›fl› nedir? tron alma, indirgenme e¤ilimi gösterir. Bu karfl›laflt›r- may› do¤ru yapmak için sulu çözeltiler kullan›lmal›d›r. A) X, Y, Z, K B) Y, X, Z, K C) K, Z, X, Y Bir ametal, baflka bir ametalin sulu çözeltideki iyonu- D) X, Z, K, Y E) K, Z, Y, X nu yükseltgeyerek saf hale getiriyorsa, daha aktiftir. ÇÖZÜM CI2(g) + 2HBr(aq)⎯→ 2HCl(aq) + Br2(g) Bu tepkime kendili¤inden gerçekleflti¤i için CI ele- menti, Br elementinden daha aktiftir. CI2(g) + 2HF(aq) → tepkimesi kendili¤inden gerçeklefl- mez. Bundan dolay› Cl2 elementi, F2 elementinden daha az aktiftir. ÖRNEK ESEN YAYINLARI ÖRNEK X+2 + Y(k) ⎯→ X(k) + Y+2 X(k) + Z+2 ⎯→ X+2 + Z(k) X, Y ve Z metallerinin aktiflik s›ras› X>Y>Z fleklinde- tepkimeleri kendili¤inden olmaktad›r. dir. Bu metallerden yap›lm›fl kaplar›n içinde afla¤›da- ki çözeltiler vard›r. Buna göre X, Y ve Z metallerinin aktifliklerine gö- re, büyükten küçü¤e do¤ru s›ralan›fl› nedir? I II III A) X, Z,Y B) X, Y, Z C) Y, Z,X D) Y, X, Z E) Z, X, Y YSO4 ZSO4 ZCO3 çöz çöz çöz ÇÖZÜM Z kap X kap Y kap Yukar›daki metal kaplar›n hangilerinde bir süre sonra afl›nma gözlenir? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III D) I ve II E) II ve III ÇÖZÜM 304

Uzun bir metal parças›, elektrokimyasal çal›flma-144442444443 Elektrokimya larda kullan›ld›¤›nda elektrot ad›n› al›r. Elektrot, metal iyonlar› içeren çözeltiye dald›r›ld›¤›nda oluflan düze- Yukar›daki flekil iki yar›-hücrenin birleflimini ne¤e yar› hücre denir. göstermektedir. Zn Yar›-hücrenin birisinde Zn elektrot Zn+(a2q) ile, di- Elektrot ¤erinde Ag elektrot Ag+(aq) ile temastad›r. yarı-hücre Bu iki elektrot iletken tellerle voltmetreye ba¤lan- m›fllard›r. Elektrik devresini tamamlamak için iki çö- Zn zeltininde elektriksel ba¤lanmas› gerekir. Çözeltiler boyunca yük, iyonlar›n göçüyle tafl›nd›¤›ndan, bu 1M Zn+2 çözeltisi ba¤lant› için tel kullan›lamaz. Çözeltiler ya bir göze- nekli engel boyunca do¤rudan temasta olmal› veya Zn+z iyonlar›, Zn elektroda çarparak elektron tuz köprüsü denilen bir U tüpündeki üçüncü bir çözel- kazan›r ve nötr hale gelir. Bu durumda iyon indirgenir. tiyle birlefltirilmelidirler. ‹ki yar›-hücrenin uygun flekil- de ba¤lanm›fl birleflimine elektrokimyasal hücre de- Zn’deki metal atomlar›, elektron kaybederek Zn+2 nir. iyonlar› halinde çözeltiye kat›l›r. Bu durumda metal atomu yükseltgenir. 2. ELEKTROK‹MYASAL P‹LLER +2 + 2e– \" Zn(k) indirgenme Kendili¤inden oluflan tepkimelerden yararlan›la- yükseltgenme rak oluflturulan elektrik enerjisi üreteçlerine pil denir. Zn (aq) +2 ESEN YAYINLARI Yükseltgenme – ‹ndirgenme tepkimelerinin belki- Zn(k) \" Zn (aq) + 2e– de en yararl› uygulamas› kimyasal enerjinin elektrik enerjisine çevrilmesidir. Yükseltgenme sonucu a盤a Zn(k) E Zn+(a2q) + 2e– ç›kan elektronlar indirgenecek olan maddeye do¤ru giderken elektrik ak›m› oluflur. H›zl› ve kendili¤inden Yar›-hücrede, elektrotta ve çözeltide bu denge yürüyen bütün yükseltgenme indirgenme tepkimeleri nedeniyle oluflan de¤iflimler ölçülmeyecek kadar az elektrokimyasal pil fleklinde ak›m verecek tarzda, dü- oldu¤undan, ölçümlerimiz iki farkl› yar›-hücrenin zenlenebilir. Elektrokimyasal pil (hücre) terimi, kendi- birlefltirilmesini temel al›r. Hücreler birlefltirildi¤inde, li¤inden oluflan bir redoks tepkimesinden yararlan›la- bir yar›-hücrenin elektrodundan di¤er yar›-hücrenin rak elektrik ak›m› oluflturan, ya da elektrik ak›m› yar- elektroduna elektronlar›n ç›k›fl e¤ilimi ölçülebilir. d›m› ile kendili¤inden olmayan bir redoks tepkimesini gerçeklefltiren düzeneklerin genel ad›d›r. Bu bölüm- Elektrotlar, elektrotta indirgenme veya yükselt- de, elektrik ak›m› üretmek için kendili¤inden oluflan genmenin oluflmas›na göre s›n›fland›r›l›rlar indirgen- kimyasal tepkimelerin kullan›ld›¤› elektrokimyasal pil- menin olufltu¤u elektroda katot, yükseltgenmenin leri, italyan fizyolog Luigi Galvani’ nin ad›ndan dolay› olufltu¤u elektroda anot denir. Galvanik Pilleri (hücreleri) inceleyece¤iz. V Galvanik hücrenin en tan›nm›fl ve en eski örne¤i çinko – bak›r pildir. Galvanik bir hücrede kendili¤in- Zn Ag den oluflan tepkime, yükseltgenmenin meydana gel- tuz köprüsü di¤i anottan, d›fl devreye elektronlar gönderilir. Bu elektronlar d›fl devreden pilin katoduna ulafl›r ve ora- 1M Zn+2 çözeltisi 1M Ag+ çözeltisi da indirgenme için kullan›l›r. 305

Elektrokimya Zn 3. Çözeltilerin birbirine kar›flmas›n› önlemek için iki elekrot bölgesini birlefltiren ve elektriksel devre- Cu yi tamamlayan tuz köprüsü kullan›l›r. Tuz köprü- tuz köprüsü sü tipik olarak köprü flekilli tüp içerisinde deriflik sulu tuz çözeltisi içeren bir jelden oluflmaktad›r. 1M CuSO4 1M ZnSO4 Köprü, iyonlar›n ak›fl›na izin vererek elektrik dev- resini tamamlar. Genellikle KNO3, KCI veya NH4NO3 tuzlar› kullan›l›r. +2 + 2e– E=–0,34 Volt 4. Galvanik pillerde fazlar aras›nda ara yüzey / ile E=+0,76 Volt gösterilir. Tuz köprüsü ise çift dikey çizgi (//) ile Cu (k) ⎯→ Cu(aq) gösterilir. +2 + 2e– Zn(k)⎯→Zn (aq) 1. Yükseltgenmenin oldu¤u elektroda anot denir. Anot; Zn(k) / Zn+(a2q) Pillerdeki (–) kutup anottur. Anotta elektrolit çö- zeltiye bat›r›lm›fl metal elektrot elektron vererek Katot; +2 katyon haline gelirken elektronlar›n ak›m›; d›fl devrede, anottan katoda do¤ru olur. Cu(aq) / Cu(k) Metal elektrodun kütlesi afl›nmadan dolay› azal›r- ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ken çözeltideki katyonlar›n deriflimi artar. Çözelti (+) yüklenir. Buna tuz köprüsü (–) iyonlar gönde- +2 +2 rerek engeller. Bu pilde aktifli¤i daha fazla olan Zn anottur. Pil; Zn(k) / Zn(aq) // Cu(aq) / Cu(k) 5. Pil tepkimesi anot ve katotta gerçekleflen yar› pil ESEN YAYINLARI tepkimeleri toplanarak elde edilir. Anot; Zn(k) ⎯→ Zn+(a2q) + 2e– Katot; +2 + 2e– ⎯→ Cu(k) Cu (aq) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ Zn(k) + Cu+(a2q) m Zn+(a2q) + Cu(k) Zn(k) ⎯→ Zn+(a2q) + 2e– E0=+0,76 Volt Hücre voltajlar› mümkün olan en kesin ölçümler- dendir. Bununla birlikte, tek bir elektrodun potansiyeli 2. ‹ndirgenmenin oldu¤u elektroda katot ad› verilir. kesin olarak belirlenemez. Böyle ölçümler yap›labilin- Katoda gelen elektronlar çözeltideki katyonlar›n seydi, bir elektrot potansiyeli di¤erinden ç›kar›larak deriflimi azal›r. Çözelti (–) yüklenir. Bunu tuz köp- hücre voltaj› elde edilirdi. rüsü (+) yüklü iyonlar göndererek engeller. A盤a ç›kan madde kat› ise metal elektrodun üzerini Bununla birlikte, keyfi olarak seçilen bir yar›-hüc- kaplar ve metal elektrodun kütlesi artar. A盤a ç›- renin elektrot potansiyeli s›f›r kabul edilerek ayn› so- kan gaz ise hücreyi terk eder. nuca ulafl›labilir. Bu pilde Zn’ den az aktif olan Cu katottur. CuSO4 Daha sonra di¤er yar›-hücreler referansla karfl›- çözeltisindeki Cu+2 iyonlar› indirgenir. laflt›r›labilir. Herkesin kabul etti¤i referans, standart hidrojen elektrodudur. Standart yar›-pil potansiyelleri- +2 + 2e– ⎯→ Cu(k) E0 = 0,34 Volt ni karfl›laflt›rma yapmak için seçilen hidrojenin elek- trodun standart flartlarda ya-pil potansiyeli 0,00 volt Cu (aq) olarak kabul edilmifltir. 2H+(1M) + 2e– → H2(g) (1atm) E = 0,00 volt Hangi yar› pilin potansiyeli belirlenecekse hidro- jen - yar› pili ile bir pil oluflturulur. 306

Standart Pil Gerilimi + + e– ⎯→ K(k) Elektrokimya E0= –2,93 volt K (aq) E0= –2,71 volt E0= –2,87 volt Tüm verilerin standart halde oldu¤unda ölçülen hücre Na+(aq) + e– ⎯→ Na(k) E0= –0,44 volt E0= –0,76 volt gerilimidir. Elektrokimyasal süreçlerde; sulu ortamda, +2 + 2e– ⎯→ Ca(k) E0= +0,34 volt 25oC’de iyon derifliminin 1M, gaz bas›nc›n›n 1 atm ol- E0= +0,80 volt Ca (aq) E0= 0,00 volt du¤u koflullara standart koflullar denir. Öyleyse bir gal- +2 + 2e– ⎯→ Fe(k) vanik hücrenin gerilimi, elektrot tepkimelerine kat›lan maddelerin türüne, maddenin deriflimine ve s›cakl›¤a Fe (aq) ba¤l›d›r. Her bir elektrodun, hücre gerilimine katk›s›n› Zn+(a2q) + 2e– ⎯→ Zn(k) gösteren, standart elektrot gerilimi 0 ile gösterilir. +2 + 2e– ⎯→ Cu(k) E Cu (aq) Standart koflullarda pil gerilimi ise 0 ile gösterilir. + + 2e– ⎯→ Ag(k) E pil Ag (aq) 0 = 0 + 0 2H+(aq) + 2e– ⎯→ H2(g) E pil E anot E katot Anot; Zn(k) ⎯→ +2 + 2e– E0anot=0,76 volt Zn (aq) Standart elektrot gerilimleri; 25oC’ de sulu çözel- Katot; Cu+(a2q)+2e– ⎯→ Cu(k) E0katot=0,34 volt tide iyonlar›n derifliminin 1M, gaz bas›nc›n›n 1atm ol- ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ du¤u koflullarda belirlenmifltir. S›cakl›k ve deriflim de- +2 +2 0 Zn(k) + Cu(aq) ⎯→ Zn(aq) + Cu(k) E 0 =1,10 Volt ESEN YAYINLARI ¤iflirse da de¤iflir. E pil 0 de¤eri, yar› tepkimenin yaz›ld›¤› yönün iflareti- E Pilin gerilimi, elektronlar›n ya da pilin büyüklü¤ü- ni tafl›r. Tepkime ters çevrilince iflaret de¤ifltirilmelidir. ne ba¤l› de¤ildir. Küçük ya da büyük bir pil ayn› volta- j› verir. Ancak ak›m süresi de¤iflir. Büyük olanlar daha Ag+(aq) + e– ⎯→ Ag(k) E= +0,80 volt uzun süre dayan›r. Ag(k) ⎯→ Ag+(aq)+e– E= –0,80 volt Elektrotlar›n türü, baflka bir ifade ile elektrotlar›n Bir yar› tepkimenin bir faktör ile çarp›lmas› 0 de- gerilimi, pil gerilimini etkiler. Standart esas al›narak hesaplanm›flt›r. Standart hidrojen elektrodu (25oC de E hidrojen iyonlar› deriflimi 1M ve hidrojen gaz› bas›nc› 1atm) nun gerilimi s›f›r kabul edilmifltir. ¤erini de¤ifltirmez. + + e– ⎯→ K(k) E0= –2,93 volt E0= –2,93 volt K (aq) + +3e– ⎯→ 3K(k) 3K (aq) H2(gaz) ⎯→ + +2e– E0=0,00 volt 0 pozitif ise o tepkimenin yaz›ld›¤› yönde kendi- 2H (aq) E li¤inden oluflma e¤iliminin olmas› anlam›na gelir. Elektrot gerilimi denilince, elektrodu oluflturan 0 negatif ise tepkimenin yaz›ld›¤› yönde kendili- maddenin hidrojene göre gerilimidir. E Baflka bir madde hidrojen yerine baflvuru elektro- du olarak al›n›rsa, elektrotlar›n gerilimi de¤iflir. Fakat 0 pillerin gerilimi de¤iflmez. Çünkü pil gerilimini fark oluflturmaktad›r. Elektrotlar›n gerilimlerinin fark› de- ¤inden ilerleyemeyece¤i anlam›na gelir. Epil hesap- ¤iflmeyecektir. Baz› elektrotlar›n standart gerilimleri; land›¤›nda negatif sonuç verirse, pil gösterilen yönde çal›flmayaca¤›n› anlat›r. 307

Elektrokimya ÖRNEK ÖRNEK Cu Ag AI Mg tuz köprüsü tuz köprüsü 12 1M Mg+2 1M Cu+2 1M AgNO3 1M AI(NO3)3 Mg(k)⎯→ +2 + 2e– E=+2,37 volt Ag(k)⎯→ Ag+(aq)+e– E= –0,80 volt E=–0,34 volt Al(k)⎯→Al+(aq)+3e– E= +1,66 volt Mg (aq) +2 Cu(k)⎯→ + 2e– Cu (aq) yukar›da verilen pil için; fiekilde verilen piller için; I. Elektron ak›m› d›fl devrede Mg’ den Cu’ ya- I. (+) yüklü iyonlar tuz köprüsünde Ag yar› pili- d›r. ne do¤ru akar. II. Zamanla Cu elektrodun kütlesi artar. II. Al elektrodun kütlesi zamanla artar. III. Standart pil gerilimi 2,46 volttur. III. Standart pil gerilimi 2,71 volttur. yarg›lardan hangileri do¤rudur? yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III D) I ve II E) I, II ve III ESEN YAYINLARI D) I ve III E) II ve III ÇÖZÜM ÇÖZÜM 308

Elektrokimya ÖRNEK 3. NERNST DENKLEM‹ Zn Ag Deriflimin Gerileme Etkisi (Nernst Denklemi) tuz köprüsü Bir maddenin tepkime verme e¤ilimi, maddenin 12 kimyasal özelli¤ine ve deriflimine ba¤l›d›r. Le Chateli- er prensibi ve çarp›flma teorisi bize deriflimin etkisini 1M Zn(NO3)2 1M HCI aç›klar. Deriflim artt›kça birim zamandaki çarp›flma say›s› artar ve maddenin tepkimeye girme e¤ilimi ar- +2 + 2e– E0= +0,76 volt tar. Tepkimenin denge hali deriflimi artan maddenin E0= –0,80 volt deriflimini azaltmak, deriflimi azalan maddenin derifli- Zn(k)⎯→Zn (aq) E0= 0,00 volt mini artt›rmak e¤ilimindedir. Deriflim de¤ifliminin tep- kimeyi hangi yönde etkiledi¤ine ba¤l› olarak pil gerili- Ag(k) ⎯→Ag+(aq)+e– mini etkiler. + + 2e–⎯→H2(g) 1. Tepkime denklemini ürünler taraf›na kayd›ra- rak h›zland›r›yorsa, pil gerilimi artar. 2H (aq) Yukar›da verilen pil için afla¤›dakilerden hangisi 2. Tepkime denklemini girenler taraf›na kayd›ra- yanl›flt›r? rak h›zland›r›yorsa, pil gerilimi azal›r. A) Elektron ak›m› d›fl devrede Zn’ den Ag’ yedir. ESEN YAYINLARI B) Zamanla 2. kaptaki çözeltinin pH’› artar. +2 +2 C) Ag elektrodun kütlesi artar. D) (+) yüklü iyonlar›n ak›m› tuz köprüsünde Ag yar› Zn(k) + Cu(aq) ⎯→ Zn(aq) + Cu(k) piline do¤ru olur. tepkimesinin anot yar› tepkimesi yaz›labilir; E) Zamanla Zn elektrodun kütlesi azal›r. Zn(k)⎯→ Zn+(a2q) + 2e– Zn+2 deriflimi art›r›l›rsa tepkimenin ürünler taraf›- ÇÖZÜM na gitme istemini azalt›r. Dolay›s›yla pil gerilimi düfler. Zn+2 iyonlar› deriflimi azalt›l›rsa tepkimenin ürünler ta- raf›na gitme istemini art›r›r, pil gerilimi artar. Tepkime- nin katot yar› tepkimesi yaz›labilir; Cu+(a2q) + 2e– ⎯→ Cu(k) Cu+2 iyonlar› deriflimi art›r›l›rsa, tepkimenin ürün- ler taraf›na gitme istemi artar, pil gerilimi artar. Cu+2 iyonlar› deriflimi azalt›l›rsa, tepkimenin ürünler taraf›- na gitme istemini azalt›r, pil gerilimi azal›r. 3. Deriflim de¤iflimin elektrot gerilimine, pil ge- rilimine veya tepkimenin kendili¤inden oluflma e¤ili- mine etkisi Nernst Denklemi ile belirlenir. Epil = E0pil – 0, 059 log Kç n E0pil : Standart pil gerilimi n : Al›nan veya verilen elektron say›s›, yükselt- genme say›s› Epil : Deriflimin 1M olmad›¤› durumdaki pil gerili- mi Kç: Deriflime ba¤l› denge sabiti 0,059 yaklafl›k olarak 0,06 olarak kullan›lacakt›r. Zn(k) ⎯→ Zn+(a2q) + 2e– E0= 0,76 volt 309

Elektrokimya Zn+2 iyonlar› deriflimi 0,001 molar ise; Bu hesaplamalardan flu sonucu ç›karabiliriz; ka- 0 tottaki çözeltinin deriflimi azalt›l›rsa pil gerilimi azal›r. Eanot = – 0,06/n log [Zn+2] Deriflim de¤iflimlerinin pil gerilimine etkisinden yarar- E lan›larak deriflim pilleri gelifltirilmifltir. Eanot = 0,76 – 0,06/2 log 10–3 Deriflim Pilleri Eanot = 0,76 + 0,09 Ayn› elektrot ve elektrolitlerden oluflan ve elektro- litlerin deriflim fark›ndan dolay› çal›flan pillere deriflim = 0,85 volt pilleri denir. yar› pil tepkimesinin gerilimleri hesapland›ktan sonra pil gerilimi hesaplanabilir. Bu durumda pilin gerilimi; Anot: Zn(k)⎯→ Zn+2(0,001M)+2e– E = 0,85 volt Katot: Cu+2(1M) ⎯→ Cu(k) E = 0,34 volt Cu Cu tuz köprüsü Zn(k)+Cu+2(1M) ⎯→ Zn+2 (0,001M) + Cu(k) 12 Epil = Eanot + Ekatot = 0,85+0,34 = 1,19 volt 0,001 M 1M Cu+2 Cu+2 toplu pil tepkimesi üzerinden de hesaplanabilir. Zn(k)+ Cu+2(1M) ⎯→ Zn+2(0,001M) + Cu(k) ESEN YAYINLARI Deriflimi düflük olan çözeltideki elektrot anottur. Bu pilde 1. kaptaki elektrot anottur. Metal elektrot 0 elektron vererek iyon haline geçer. Elektron ak›m› 1. elektrottan 2. elektroda do¤ru olur. Epil = Epil – 0,06/n log ([ürünler] / [girenler]) =1,10 – 0,06/2 log [(Zn+2) / (Cu+2)] =1,10–0,03. log (0,001/1) =1,10 + 0,03.3 =1,10 + 0,09 =1,19 volt Bu hesaplamalardan flu sonucu ç›karabiliriz; anot- Cu(k) ⎯→ Cu+2(0,001M) + 2e– taki çözeltinin deriflimi düflürülürse pil gerilimi artar. Deriflik çözeltideki elektrot katotdur. Çözeltideki Zn(k)+ Cu+(a2q))⎯→ Zn+(a2q) + Cu(k) katyonlar anottan gelen elektronlar› alarak indirgenir ve metal elektrodun üzerini kaplar. Anot çözeltisinin deriflimi 1M al›n›p, katot çözel- tisinin deriflimi 0,01M al›n›rsa; Cu+2(0,01M) + 2e– ⎯→ Cu(k) Cu+2(1M) + 2e– ⎯→ Cu(k) log (1/[Cu+2]) 0 Anot : Cu(k) ⎯→ Cu+2(0,001M)+2e– Ekatot = E – 0,06/2 Ekatot = 0,34 – 0,03 log (1/ 0,01) Katot : Cu+2(1M)+2e– ⎯→ Cu(k) = 0,34 – 0,03.2 ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = 0,34 – 0,06 Pil : +2 ⎯→ Cu+2(0,001M) = 0,28 volt Cu (1M) Anot: Zn(k)⎯→ Zn+2(1M) + 2e– E0= 0,76 volt Katot: Cu+2(0,01M)+2e– ⎯→ Cu(k) E = 0,28 Volt Epil = E 0 – 0,06 log [ürün] ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ pil 2 [giren ] Zn(k)+Cu+2 (0,01M) → Zn+2(1M) + Cu(k) = 0 − 0,06 log 0,001 Epil = Eanot + Ekatot 2 1 = 0,76 + 0,28 = +0,09 Volt = 1,04 volt 310

ÖRNEK Elektrokimya Zn Ag 4. REDOKS REAKS‹YONLARININ ‹STEML‹L‹⁄‹ tuz köprüsü ‹stemli tepkimeler için ölçü, ΔG < 0 olmal›d›r ve ΔG = nFEpil dir. 12 n = Elektrotlar aras›nda aktar›lan elektronlar›n mol say›s›. 0,5 MZn(NO3)2 1M AgNO3 Epil = Bafllang›ç pil potansiyeli F = Faraday sabiti = 96500 kolon Zn(k)⎯→ +2 + 2e– E= 0,76 volt Standart koflullarda; E0= –0,80 volt Zn (aq) ΔGo= nFEpoil + Ag(k) ⎯→ + e– Bu eflitli¤e göre, redoks tepkimelerinde ΔG < 0 Ag (aq) oldu¤unda Epil > 0 d›r. Baflka bir deyiflle, ΔG negatif ise Epil pozitif olmal›d›r. Yukar›da verilen pil için afla¤›dakilerden hangisi * Epil pozitif ise, tepkime belirtilen koflullarda ile yanl›fl olur? (log5=0,7) yönde istemlidir. Epil negatif ise, tepkime belirtilen A) Pil gerilimi 1,569 volttur. koflullarda ters yönde istemlidir. Epil = 0 ise tepki- me belirtilen koflullarda dengededir. B) Elektron ak›m› d›fl devrede Zn’ den Ag’ ye do¤- * Hücre tepkimesi ters çevrilirse Epil’in iflareti de¤i- rudur. flir. C) 1. Kaba saf su eklenirse pil gerilimi azal›r. ESEN YAYINLARI ÖRNEK D) 2. Kaba AgNO3 katk›s› ilave edilip çözülürse pil Al(k) → +3 + 3e– E = 1,66 volt gerilimi artar. Al (aq) E) Zamanla Ag çubu¤unun kütlesi artar. ÇÖZÜM Cu(k) → +2 + 2e– E = –0,34 volt Cu (aq) oldu¤una göre; Al(k) + Cu+(a2q) → Al+(a3q) + Cu(k) tepkimesi için; I. Standart koflullarda pil potansiyeli 2,00 volttur. II. Gösterilen yönde istemlidir. III. Ep0il < 0 dir. yarg›lar›ndan hangisi do¤rudur? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E I, II ve III ÇÖZÜM 311

ELEKTROK‹MYA ÇÖZÜMLÜ SORULAR – 2 1. Afla¤›daki tepkimeler kendili¤inden olmaktad›r. ÇÖZÜM +2 +2 Z(aq) + X(k)⎯→Z(k) + X(aq) +2 +2 Y(aq) +K(k)⎯→ Z(k)+ K(aq) 3X+(a2q) + 2Y(k) ⎯→3X(k)+ 2Y+(a3q) Buna göre, X,Y,Z ve K metallerinin elektron verme e¤ilimlerinin küçükten büyü¤e do¤ru s›ralan›fl› nedir? A) Z, X, Y, K B) X, Y, K, Z C) Y, K, Z, X D) K, Z, Y, X E) Z, Y, X, K ÇÖZÜM 2. ESEN YAYINLARI 3. Ni Zn Zn Cu tuz köprüsü tuz köprüsü 12 12 1M ZnSO4 1M HCI 1M NiSO4 1M ZnSO4 Ni(k)⎯→ +2 + 2e– E0= 0,25 volt Zn(k) ⎯→ +2 + 2e– 0 = +0,76 volt E0= 0,76 volt Ni(aq) Zn (aq) E Zn(k) ⎯→ +2 + 2e– Cu(k)⎯→ +2 2e– 0 = –0,34 Volt Zn (aq) Cu (aq)+ E fiekil çal›flan bir elektrokimyasal pili göstermek- + + 2e–⎯→ H2(g) 0 = 0,00 volt tedir. Bu pil için afla¤›dakilerden hangisi yan- 2H (aq) E l›flt›r? flekildeki pil sistemi için; A) Pozitif iyonlar tuz köprüsünde Ni elektroda I. Standart pil gerilimi 1,10 volttur. do¤ru gider. II. Bak›r elektrot çevresinde gaz ç›k›fl› olur. B) Zamanla Ni elektrodun kütlesi azal›r. C) Elektron ak›m› d›fl devrede Zn’den Ni’e do¤- III. 2. Kaptaki çözeltinin pH’› yükselir. ru olur. yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? D) Negatif iyonlar tuz köprüsünde Zn elektroda A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III do¤ru gider. D) I ve II E) II ve III E) Zamanla Zn çubu¤unun kütlesinde azalma olur. 312

Elektrokimya ÇÖZÜM 5. 2H+(aq) + S + 2e– ⎯→ H2S 0 = +0,14 volt Fe+(a2q) ⎯→ Fe+(a3q) + e– E 0 = –0,77 volt E verildi¤ine göre, 2Fe+3 + H2S ⎯→ 2Fe+2 + S + 2H+ tepkimesi için afla¤›dakilerden hangisi yan- l›flt›r? A) Fe+3 iyonlar› yükseltgendir. B) Tepkime yaz›ld›¤› yönde kendili¤inden oluflur. C) Tepkime yürüdükçe pH azal›r. D) Tepkimenin E0= 0,91 volttur. E) H2S’ deki kükürt yükseltgenmektedir. ÇÖZÜM 4. Cr(k) ⎯→ +2 + 2e– 0 = +0,34 Volt Cr (aq) E +2 +2 ESEN YAYINLARI Cr(k)+ In(aq) ⎯→Cr(aq) + In(k) pili için E0pil =0,40 volttur. Buna göre; In(k) ⎯→ +2 2e– In (aq)+ yar› pil tepkimesinin gerilimi kaç volttur? A) –0,06 B) –0,009 C) –0,23 D) 0,06 E) 0,74 ÇÖZÜM 6. + + e– 0 = –0,80 volt Ag(k)⎯→Ag (aq) E Zn(k) +2 + 2e– E0=+0,76 volt ⎯→Zn (aq) oldu¤una göre; Ag(k) + + e– ⎯→Ag (aq) yar› pil tepkimesinin 0 de¤eri s›f›r kabul edi- E lirse +2 + 2e– ⎯→Zn(k) Zn (aq) tepkimesinin de¤eri kaç volt olur? A) +1,56 B) –1,56 C) +0,04 D) –0,04 E) –0,86 313

Elektrokimya ÇÖZÜM 8. Ag Ag tuz köprüsü 12 7. H2 0,0001 M 1 M Ag+ Ag+ Pt tuz köprüsü Pt 12 fiekilde verilen pil için; Fe+2 H ESEN YAYINLARI I. 1. Kaptaki elektrot anottur. Fe+3 II. 2. Kaptaki Ag metal çubu¤unun kütlesi artar. III. Pil gerilimi 0,24 volttur. 1M Fe+2 1M HCI yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? 1M Fe+3 A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II + + 2e– ⎯→ H2(g) 0 = 0,00 volt D) I ve III E) I, II ve III 2H (aq) E +2 + 2e– ⎯→ Fe(k) 0 = –0,44 volt Fe (aq) E Fe+(a3q) + e– ⎯→ Fe+(a2q) 0 = +0,77 volt ÇÖZÜM E yukar›da verilen bilgileri göre flekildeki pil için; I. Pilin gerilimi 0,77 volttur. II. Pil çal›fl›rken H2 yükseltgenir. III. 1.kapta Pt demirle kaplan›r. yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM 314

Elektrokimya 9. 10. Y X X Y tuz köprüsü tuz köprüsü 12 12 1M YCI2 0,01M XCI3 1M XSO4 1M Y2(SO4)3 X+(a3q) + 3e– ⎯→ X(k) E0= –1,66 volt fiekilde verilen pilde 1. kapta 1M lik XSO4 çözel- E0= –0,13 volt tisi, 2. kapta1M lik Y2(SO4)3 çözeltisi bulunmak- +2 + 2e– ⎯→Y(k) tad›r. Y (aq) flekildeki pil sisteminde 1. kapta bulunan YCI2 Pil çal›fl›rken zamanla 2. kaptaki Y+3 iyonlar›- deriflimi 1M, 2. kapta bulunan XCI3 deriflimi n›n deriflimi artt›¤›na göre; 10–2 M dir. I. Kaptaki X+2 iyonlar›n›n derifliminde azalma Buna göre; olur. I. Pilin gerilimi 1,53 volt olur. II. D›fl devrede elektron ak›m› X’ ten Y’ ye do¤- ru olur. II. Pil çal›fl›rken 2 mol X çözündü¤ünde, 3 mol Y toplan›r. III. Y metal elektrodun kütlesi 2 mol azal›rken 3 mol X(k) toplan›r. III. 2. kaba X(NO3)3 kat›s› ilave edilip çözülürse ESEN YAYINLARI pil gerilimi artar. yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? yarg›lar›ndan hangileri do¤ru olur? A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve III A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III D) II ve III E) I, II ve III D) I ve III E) II ve III ÇÖZÜM ÇÖZÜM 315

Elektrokimya 11. +2 +2 0 = 0,51 volt 12. Zn(k) + Ni(aq) ⎯→ Zn(aq) +Ni(k) E +2 +2 E0= 1,10 volt Co Ag tuz köprüsü Zn(k) + Cu(aq) ⎯→ Zn(aq) + Cu(k) oldu¤una göre; 12 I. Zn, Cu ve Ni elementlerinin indirgenme geri- 0,1 M Co+2 1 M Ag+ limleri; Cu > Ni > Zn dir. II. Cu – Ni pilinin standart pil gerilimi E0= 0,59 volttur. III. Cu – Ni pilinde anot Cu dur. +2 2e– ⎯→ Co(k) E = –0,28 Volt E = +0,80 volt Co (aq)+ yarg›lar›ndan hangileri do¤ru olur? + + e– ⎯→ Ag(k) Ag (aq) A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) Yaln›z III fiekilde verilen pil için afla¤›dakilerden han- gisi yanl›flt›r? D) I ve II E) I, II ve III (Ag2S ve CoS kat›lar› suda çözünmez.) A) Pilin gerilimi 1,11 volttur. ÇÖZÜM B) Ag yar› piline AgNO3 kat›s› eklenirse gerilim ESEN YAYINLARI yükselir. C) Co yar› piline Na2S kat›s› eklenirse pil gerili- mi yükselir. D) Co yar› piline Co(NO3)2 kat›s› kat›l›rsa geri- lim yükselir. E) Ag yar› piline Na2S kat›s› kat›l›rsa gerilim dü- fler. ÇÖZÜM 316

13. Elektrokimya AI Cu 14. tuz köprüsü Cr Ag 12 tuz köprüsü 12 0,1 M AI+3 1 M Cu+2 1 M Cr+3 1 M Ag+ Al(k) ⎯→ Al(+a3q) + 3e– 0 = +1,66 volt Cr(k) ⎯→ Cr+3(aq) + 3e– E0 = + 0,74 volt Cu(k) ⎯→ Cu(+a2q) + 2e– Ag(k) ⎯→ Ag+(aq) + e– E0 = – 0,80 volt E E = –0,31 volt flekilde verilen pilde 0,27 amperlik bir ak›m›n 2 oldu¤una göre, pil sistemine uygulanan, saat süreyle sabit olarak akt›¤› varsay›l›yor. I. Ag yar› piline AgNO3 kat›s› eklemek II. Cr yar› piline Cr(NO3)3 kat›s› eklemek Buna göre; III. Ag+ iyonu içeren çözeltiden H2S gaz› I. Standart pil potansiyeli 2,0 volttur. geçirmek II. Al elektrodun kütlesi yaklafl›k 0,18 g azal›r ifllemlerinden hangileri pil potansiyelini III. Cu elektrodun kütlesi yaklafl›k 0,64 gram ar- art›r›r? (Ag2S’nin sudaki çözünürlü¤ü çok azd›r) tar. A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II D) I ve III E) II ve III yarg›lar›ndan hangileri do¤rudur? (AI=27, Cu=64, 1 mol e– yükü 96500 kulon) ESEN YAYINLARI A) Yaln›z I B) Yaln›z II C) I ve II ÇÖZÜM D) I ve III E) I, II ve III ÇÖZÜM 317

ELEKTROK‹MYA ALIfiTIRMALAR – 2 (OKULA YÖNEL‹K SORULAR) 1. 3. X(k) + Y+(aq) ⎯→ X+(aq) + Y(k) Z(k) + X+(aq) ⎯→ Z+(aq) + X(k) Ni Ag tepkimeleri kendili¤inden oluflmaktad›r. tuz köprüsü Buna göre ; 12 a) X, Y ve Z metallerinin indirgenme gerilimleri aras›ndaki iliflki nedir? 0,1M Ni (NO3)2 1 M AgNO3 b) X, Y ve Z metallerinin birinci iyonlaflma ener- Ni (k) ⎯→ Ni+(a2q) +2e– E°=+ 0,25 volt jilerinin büyükten küçü¤e do¤ru s›ralan›fl› ne- + dir? Ag(k) ⎯→ +e– E°= –0,80 volt Ag (aq) c) Elektron verme e¤ilimi en yüksek olan metal hangisidir? fiekilde verilen pil için; a) Elektrotlardan hangisi anottur? b) Pil tepkimesini ve standart pil gerilimini yaz›- n›z. c) 2. kaba Na2S kat›s› eklenip çözülürse pil po- tansiyeli nas›l etkilenir? (Ag2S suda çözünmez) ESEN YAYINLARI 4. Mg Ag tuz köprüsü 12 2. X metali : 0,1M Mg+2 1M Ag+ HCl(aq) ve H2O(s) tepkime vermezken, H2SO4 çözeltisi ile tepkimesinde SO2 gaz› veriyor. +2 +2e– ⎯→ Mg(k) E0= –2,37 volt E0= +0,80 volt Y metali : Mg (aq) H2O(s) ve HCI çözeltisi ile ayr› ayr› tepkime vere- rek H2 gaz› a盤a ç›kar›yor. Ag+(aq) +e– ⎯→ Ag(k) Z metali : flekilde verilen pilin 1. kab›nda 0,1M deriflimli HCI çözeltisi ile tepkimesinde H2 gaz› a盤a ç›- Mg+2 çözeltisi 2. kab›nda ise 1M deriflimli Ag+ kar›rken H2O(s) ile tepkime vermiyor. çözeltisi vard›r. Buna göre ; Buna göre ; a) Metallerden hangisi soymetaldir? a) Metal elektrotlardan hangisi katottur? b) X, Y, Z ve H elementlerinin yükseltgenme ge- rilimlerine göre büyükten küçü¤e do¤ru s›ra- b) Elektron ak›m›n›n yönü nedir? lan›fl› nedir? c) Pil gerilimi kaç volttur? 318