ELEKTROKİMYA II ELEKTROKİMYASAL PİLLER Kendiliğinden gerçekleşen redoks tepkimelerinde elektron alışverişinden yararlanılarak, kimyasal bağ enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Kimyasal enerjiyi, elektrik enerjisine dönüştüren aygıtlara elektrokimyasal pil adı verilir. Bu olayı açıklayabilmek için elektrolit ve elektrot kavramlarını tanımlayalım. Elektrolit : Elektrik akımını, negatif ( ) ve pozitif (+) iyonları aracılığıyla iletebilen sıvılara elektrolit denir. Elektrot : Pillerde, yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimelerinin gerçekleştiği, elektrik akımını iletebilen uçlara elektrot denir. Elektrotlar, genellikle metaldir, karbonun bir allotropu olan grafit de elektrot olarak kullanılabilir. Yükseltgenmenin gerçekleştiği elektrota anot, indirgenmenin gerçekleştiği elektrota katot denir. Mg (Anot) M Mg(NO 3 e e M NO 3 (Katot) Şekilde bir elektrokimyasal pil görülmektedir. Mg ve elektrotlar birer molar Mg + ve + iyonu içeren çözeltilere daldırılmış ve dıştan iletken bir telle bağlanmışlardır. Elektrolitler de birbirine tuz köprüsü ile bağlanmıştır. Mg metalinin elektron verme eğilimi, metalinin elektron verme eğiliminden fazladır. Bu sistemde, Mg atomları elektron vererek yükseltgenir. Yükseltgenme yarı tepkimesinin denklemi : + Mg Mg + e şeklindedir. Açığa çıkan elektronlar, iletken telden çubuğa akar ve çubuk ile temasta olan + iyonlarını indirger. İndirgenme yarı tepkimesinin denklemi : + e + şeklindedir. Mg çubukta yükseltgenme olduğu için, Mg elektrot anot, çubukta indirgenme olduğu için, elektrot katottur. Pil tepkimesi anot ve katot tepkimelerinin toplamına eşittir. Anot tepkimesi : Mg Mg + + e Katot tepkimesi : + + e Pil tepkimesi : Mg + + Mg + + Pil çalışırken, tepkimenin girenler yönündeki tanecik miktarları azalır, ürünler yönündeki tanecik miktarları artar. Bu nedenle, Mg çubuk aşınır, + iyonları derişimi azalır, Mg + iyonları derişimi artar, çubuk kütlesi artar. Elektronlar Mg elektrottan (anottan), elektrota (katota) doğru akar. Elektrokimyasal pil şemalarında, anot negatif ( ), katot ise pozitif (+) olarak gösterilir. TUZ KÖPRÜSÜ, katot ve anot çözeltilerinde elektriksel yükün nötr kalmasını sağlar. Anot nde yükseltgenme yarı tepkimesi nedeniyle (+) yük fazlalığı, katot nde indirgenme yarı tepkimesi nedeniyle (+) yük eksikliği oluşur. Bu yük dengesizliği giderilmezse, zıt elektriksel gerilimler nedeniyle pilin çalışması durur. Bu olumsuzluk, tuz köprüsü kullanılarak giderilir. ndeki ( ) yüklü iyonlar (anyonlar) anot bölmesine, (+) yüklü iyonlar (katyonlar) katot bölmesine göç ederek elektriksel açıdan yüksüzlüğün sürekliliğini sağlar. YARI PİL GERİLİMLERİ Bir elektrotun bir elektrolit içine daldırılması ile oluşan sisteme yarı pil, bu sistemin oluşturduğu elektriksel gerilime ise yarı pil gerilimi denir. Yarı pil gerilimi, elektrot ve elektrolitin türüne, sıcaklığa, elektrolitin derişimine ve yarı pil tepkimesinde gaz varsa, bu gazın basıncına bağlıdır. PİL GERİLİMİ Elektrokimyasal piller, iki yarı pilden oluşur. Bu nedenle pil gerilimi, elektrot ve elektrolitlerin türüne, elektrolit derişimine, sıcaklığa ve gaz basıncına bağlıdır. 5 C sıcaklık, atmosfer basınç, molarlık elektrolit derişimi standart koşullar olarak kabul edilir. Yarı pil gerilimleri, standart koşullarda hidrojen yarı pilinin gerilimine göre saptanır. Standart koşullarda hidrojen yarı pilinin gerilimi (E ), sıfır kabul edilmiş ve diğer yarı pillerin gerilimleri, bu standarta göre deneysel olarak hesaplanmıştır. Standart yükseltgenme gerilimi, standart koşullarda yükseltgenme yarı tepkimelerinin gerilimine verilen addır. Standart indirgenme gerilimi, standart koşullarda indirgenme yarı tepkimelerinin gerilimine verilen addır. Bir yarı tepkimede; standart yükseltgenme standart indirgenme = dir. gerilimi gerilimi Örneğin; + Fe Fe + e için E = +,44 volt, + Fe + e Fe için E =,44 volttur. Bir tepkimenin standart gerilimi, tepkimeyi oluşturan yarı tepkimelerin standart gerilimleri toplamına eşittir. Not : Bir elektrokimyasal pilde, Dış devrede elektronların aktığı yön katottur. nde, anyonlar anota, katyonlar katota doğru akar. Kütlesi azalan (aşınan) elektrot anottur. Kütlesi artan elektrot katottur. Yükseltgenmenin olduğu elektrot anot, indirgenmenin olduğu elektrot katottur.
ÖRNEK Fe + Fe + e için E = +,44 volt, + e için E = -,8 volttur. Fe pilinde, Fe + + Fe + + tepkimesi gerçekleştiğine göre, bu pilin standart pil gerilimi kaç volttur? Pil tepkimesi, Fe nin yükseltgenme yarı tepkimesi ile + nın indirgenme yarı tepkimesinin toplanmasıyla oluşmuştur. Fe Fe + + e E = +,44 volt + + e E = +,8 volt Fe + + Fe + + E = E + E dir. pil E = (+,44) + (+,8) = +,4 volttur. pil Yanıt : +,4 volt Not : Yarı tepkimenin katsayılarının değişmesi, yarı tepkimenin gerilimini değiştirmez. ÖRNEK Cu Cu + + e E =,34 volt AI 3 AI + + 3e E = +,66 volt olduğuna göre, şekildeki pilde,. Hangi elektrot anot, hangi elektrot katottur?. Dış devrede elektronların akış yönü nedir? 3. nde anyonlar hangi bölmeye doğru akar? 4. Anot ve katot tepkimesi nedir? 5. Pil tepkimesi nedir? 6. Standart pil gerilimi kaç volttur? Cu Anot : AI + 3 AI + 3e M Cu(NO 3 7. Pil çalışırken, elektrot kütleleri nasıl değişir? 8. Pil çalışırken, çözelti derişimleri nasıl değişir? M AI(NO 3 ) 3. Yükseltgenme gerilimi daha büyük olan AI elektrot anot, Cu elektrot ise katottur.. Dış devrede elektronlar anottan (AI elektrottan), katota (Cu elektrota) doğru akar. 3. nde, anyonlar ( yüklü iyonlar) anot bölmesine (AI elektrota) doğru akar. 4. Anotta AI yükseltgenir, katotta Cu + indirgenir. + Katot : Cu + e Cu ( katı) AI 5. Pil tepkimesi, anot ve katot tepkimelerinin toplamıdır. + 3 AI ( katıai + 6e + 3Cu + 6e 3Cu ( AI + 3Cu AI + 3Cu ( katı) ( katı) 6. Pil gerilimi anot ve katot tepkimelerinin gerilimleri toplamına eşittir. katı + + 3 = + pil + 3 + AI,AI Cu, Cu E E E E = (+,66) + (+,34) = +, volttur. pil 7. Pil denklemine göre, pil çalışırken AI elektrotun kütlesi azalır, Cu elektrotun kütlesi artar. 8. Pil çalışırken, pil tepkimesinde girenler yönünde bulunan Cu + iyonu derişimi azalır, ürünler yönünde bulunan AI +3 iyonu derişimi artar. ÖRNEK 3 AI Fe pilinde AI elektrot anot, Fe pilinde Fe elektrot anottur. AI Fe pilinin standart gerilimi, volt, Fe pilinin standart gerilimi,4 volttur. Buna göre, AI pilinin. Pil tepkimesi nedir?. Standart gerilimi kaç volttur? Elektrokimyasal pillerde yükseltgenme gerilimi büyük olan elektrot anottur. Bu nedenle, metallerin yükseltgenme gerilimleri AI > Fe > dir.. AI pilinde AI anottur, yarı pil tepkimeleri ve pil tepkimesi aşağıdaki gibidir. Anot tepkimesi : AI AI +3 + 3e Katot tepkimesi : 3 + + 3e 3 Pil tepkimesi : AI + 3 + ) AI +3 + 3. AI + 3Fe + AI +3 + 3Fe E = +, volt Fe + + Fe + + AI + 3 + AI +3 + 3 E = E + E = +, +,4 E = +,4 volt E =,46 volttur. PİL GERİLİMİNE ETKİ EDEN ETMENLER Elektrokimyasal bir pil çalıştıkça anotun yükseltgenme gerilimi küçülürken, katotun yükseltgenme gerilimi büyür, pil gerilimi küçülür ve sonuçta, volt olur (pil biter). Bir pilin gerilimi, I. Elektrolitlerin derişimine II. Sıcaklığa III. Basınca I. Elektrotların cinsine bağlıdır. 5 C sıcaklık, atmosfer basınç ve molar elektrolit derişiminde pil gerilimine standart pil gerilimi denir. Sıcaklık, basınç ve derişimler değiştikçe, pilin gerilimi de değişir.
Elektrot yüzeylerinin büyüklüğü, elektrolitlerin miktarı pil gerilimine etki etmez. Sıcaklık ve derişimlerdeki değişmelerin pil gerilimine etkisini, pilin tepkime denklemini bir denge tepkimesi gibi düşünerek anlayabiliriz. Uygulanan işlem sonucunda denge, ürünler yönünde bozulursa pilin gerilimi artar, girenler yönünde bozulursa pilin gerilimi azalır. ÖRNEK 4 M NO 3 M Ni(NO 3 Ni I. kap II. kap ÖRNEK 5 X K kabý Şekildeki pil sistemi çalışırken M X + Y + X + Y X + + tepkimesi gerçekleşmektedir. Buna göre, bu pil sistemine, I. K kabına su eklemek II. L kabına Y(NO 3 tuzu ekleyip çözmek III. Ortamın sıcaklığını artırmak M Y + Y L kabý + e + E = +,8 volt Ni + e + Ni E =,3 volt olduğuna göre, aşağıdaki işlemler ayrı ayrı uygulanırsa, şekildeki pilin gerilimi nasıl değişir?. Sıcaklığı düşürmek. I. kaba su eklemek 3. II. kaba su eklemek 4. I. kapta NO 3 katısı çözmek 5. II. kapta Ni(NO 3 katısı çözmek 6. I. kaba NaCI katısı eklemek (CI suda çok az çözünür.) 7. I. kaba M NO 3 eklemek İndirgenme gerilimi daha büyük olan I. bölme katot, II. bölme ise anottur. Bu nedenle, pil tepkimesi, Ni + + Ni + + şeklindedir.. Pil tepkimeleri, ekzotermiktir. Bu nedenle ısı, tepkimenin ürünler yönündedir. Sıcaklık düşürülürse, denge ürünler yönünde bozulur, pil gerilimi artar.. I. kaba su eklenirse + iyonu derişimi azalır, denge girenler yönünde bozulur, pil gerilimi azalır. 3. II. kaba su eklenirse Ni + iyonu derişimi azalır, denge ürünler yönünde bozulur, pil gerilimi artar. 4. I. kapta NO 3 katısı çözülürse, + iyonu derişimi artar, denge ürünler yönünde bozulur, pil gerilimi artar. 5. II.kapta Ni(NO 3 katısı çözülürse, Ni + iyonu derişimi artar, denge girenler yönünde bozulur, pil gerilimi azalır. 6. I. kaba NaCI eklenirse, sudaki çözünürlüğü az olan CI tuzu, + CI CI tepkimesi gereğince çöker. + iyonları derişimi azalır, denge girenler yönünde bozulur, pil gerilimi azalır. 7. I. kaba M NO 3 eklenirse, + iyonları derişimi değişmez, denge bozulmaz, pil gerilimi değişmez. işlemlerinden hangileri uygulanırsa pil gerilimi azalır? K kabına su eklenirse X + iyonları derişimi azalır, denge girenler yönüne bozulur, pil gerilimi azalır. L kabında Y(NO 3 tuzu çözülürse, Y + iyonları derişimi artar, denge girenler yönüne bozulur, pil gerilimi azalır. Sıcaklık artışı, elektrokimyasal pillerin gerilimini azaltır. Buna göre, üç işlemde de pil gerilimi azalır. Yanıt : I, II ve III DERİŞİM PİLLERİ Şekildeki sistemde, I. ve II. bölmelerde elektrot ve elektrolit türleri aynıdır. Ancak elektrolit derişimleri farklıdır. Derişim farklılığı, yarı pil gerilimini değiştirir. Cu K kabý I, M CuSO 4 M NO 3 II M CuSO 4 Bu nedenle, I. ve II. elektrotlar arasında bir gerilim farkı vardır ve bu sistem, bir pil olarak çalışır. Bu tür pillere derişim pili denir. Şekildeki pil, elektrolit derişimleri eşitleninceye kadar elektrik enerjisi üretir. Pil çalışırken, elektrolit derişimlerinin farkı giderek azalır. Öyleyse, I. kapta, Cu Cu + e + tepkimesi, + II. kapta, Cu + e Cu tepkimesi gerçekleşir. I. kapta yükseltgenme olduğundan bu bölme anot, II. kapta indirgenme olduğundan bu bölme katottur. Elektronlar, dış devrede I. bölmeden, II. bölmeye doğru akar. ÖRNEK 6 Şekildeki derişim pili ile ilgili, I. K bölmesi anottur. II. Dış devrede elektronlar L bölmesinden, K bölmesine doğru akar. III. L kabına su eklenirse, pil gerilimi azalır. açıklamalarından hangileri doğrudur?,5 M NO 3 Cu L kabý
Pil, NO 3 çözeltilerinin derişimleri eşitleninceye kadar enerji üretir. NO 3 derişimlerinin eşitlenebilmesi için K kabında derişimin azalması, L kabında derişimin artması gerekir. Bu nedenle, K kabında, + e + L kabında, + e + tepkimeleri gerçekleşir. K kabında indirgenme olduğu için, K bölmesi katot; L kabında yükseltgenme olduğu için, L bölmesi anottur. Dış devrede, elektronlar anottan katota (L bölmesinden K bölmesine) doğru akar. L kabına su eklenirse, bölmeler arasındaki derişim farkı artar, pil gerilimi artar. Öyleyse, I. ve III. açıklamalar yanlış, II. açıklama doğrudur. Yanıt : Yalnız II Not : Derişim pillerinde genellikle, derişimi az olan bölme anot, derişimi çok olan bölme katottur. ELEKTROLİZ Kendiliğinden gerçekleşemeyen indirgenme yükseltgenme tepkimelerinin elektrik enerjisi kullanarak gerçekleştirilmesi olayına elektroliz denir. Elektroliz olayında alternatif akım kullanılamaz, doğru akım kullanılır. Elektroliz olayı tuz köprüsü ile bağlanmış iki ayrı bölmede ya da tek kapta gerçekleştirilebilir. Ýletken çubuk (Anot) + + Elektrolit Ýletken çubuk (Katot) Şekilde bir elektroliz devresi görülüyor. Elektrolit, elektroliz edilecek iyonik bileşiğin eritilerek sıvılaştırılmış hali ya da sudaki dir. İyonik bileşik sıvı ortamda iyonlarına ayrışmış durumdadır. Devreden akım geçtiğinde, (+) yüklenmiş elektrot çevresinde ( ) yüklü iyonlar (anyonlar), ( ) yüklenmiş elektrotun çevresinde (+) yüklü iyonlar (katyonlar) toplanır. Elektroliz devresinde anot ve katotun işaretleri, pil devresindekinin tersidir. Pozitif (+) yüklü elektrot anottur. Anotta, ya anot metali ya da negatif ( ) yüklü iyonlardan yükseltgenme gerilimi büyük olan yükseltgenir. Negatif ( ) yüklü elektrot katottur. Katotta, pozitif (+) yüklü iyonlardan indirgenme gerilimi büyük olan iyon indirgenir. Şimdi, erimiş tuzların ve tuzların sulu çözeltilerinin elektrolizini örneklerle inceleyelim. ÖRNEK 7 Grafit elektrot () + Pil Erimiþ NaCI Grafit elektrot () Şekildeki elektroliz devresinden akım geçtiğinde, I.. elektrotta indirgenme olur. II.. elektrotta CI gazı oluşur. III.. elektrot anottur. açıklamalarından hangileri doğrudur? Erimiş NaCI, NaCI Na + CI tepkimesine göre, iyonlaşmış durumdadır. Devreden akım geçince Na + iyonları, negatif ( ) yüklü birinci elektrota göçer bu elektrotta Na + + e Na tepkimesi gerçekleşir. Öyleyse,. elektrotta indirgenme olur ve. elektrot katottur. CI iyonları ise, pozitif (+) yüklü ikinci elektrota göçer, bu elektrotta, CI CI (gaz) + e tepkmesi gerçekleşir. Öyleyse,. elektrotta yükseltgenme olur ve. elektrot anottur. Elektroliz tepkimesinin denklemi şöyledir: elektrik enerjisi Na + ( sudaci Na + CI Yanıt : I, II ve III (gaz) Not : Elektrolit birden çok anyon ve katyon içeriyorsa; katota göç eden katyonlardan indirgenme gerilimi en büyük olan iyon önce indirgenir, anota göç eden anyonlardan ve elektrotun yapıldığı metalden yükseltgenme gerilimi en büyük olan önce yükseltgenir. ÖRNEK 8 MgCI, ZnBr ve FeI tuzlarının karışımı eritilip elektrotlar kullanılarak elektroliz ediliyor. Ametal atomlarının ve metal iyonlarının indirgenme eğilimleri sırası CI > Br > + > I >Fe + > Zn + > Mg + dir. Buna göre, anot ve katot tepkimeleri nedir? CI, Br ve I iyonları anota gider. metali ve bu iyonların içinde, yükseltgenme eğilimi en büyük olan I iyonu olduğundan, anotta I iyonu yükseltgenir. Anot tepkimesi, I I + e dir. Mg +, Zn + ve Fe + iyonları katota gider. Bu iyonlardan indirgenme eğilimi en büyük olan Fe + iyonu olduğundan, katotta Fe + iyonu indirgenir. Katot tepkimesi, Fe + + e Fe dir.
Sulu çözeltilerde elektroliz yapılırken, ortamda bulunan H O nun yükseltgenme ve indirgenme gerilimleri de dikkate alınır. Suyun yükseltgenme tepkimesinin denklemi ve standart gerilimi, H O (sıvı) /O (gaz) + H + +e E =,3 volttur. Suyun indirgenme tepkimesinin denklemi ve standart gerilimi, H O (sıvı) +e H (gaz) + O H E =,83 volttur. Sulu çözeltilerde; H O yükseltgenirse, O gazı ve H + iyonları oluşur, ortam asit özelliği kazanır, H O indirgenirse, H gazı ve OH iyonları oluşur, ortam baz özelliği kazanır. ELEKTROLİZDE AYRIŞAN MADDE MİKTARLARININ HESAPLANMASI Elektroliz olayında ayrışan elementlerin kütlesi, devreden geçen elektrik yükü ve elementin mol kütlesi ile doğru orantılı, element iyonunun değerliği ile ters orantılıdır. Devreden geçen elektronların mol sayısı ( mol elektron = faraday elektriksel yük) bilinirse, anot ve katotta oluşan elementin mol sayısı hesaplanabilir. Örneğin, devreden mol elektron geçtiğinde, Cr +3 iyonlarından kaç mol ve kaç gram Cr oluşabileceği hesaplanabilir (Cr = 5). Cr +3 + 3e Cr 3 mol elektron mol Cr = 5 gram Cr ayrıştırırsa, mol elektron /3 mol Cr ve 5/3 = 7 gram Cr ayrıştırır. ÖRNEK 9 + Pil ÖRNEK Seri bağlı bir elektroliz devresinde erimiş CaBr ve erimiş AIBr 3 tuzları aynı süre elektroliz ediliyor. Grafit Grafit Ayrışan Ca kütlesi 4 gram olduğuna göre, kaç gram AI oluşmuştur? (Ca = 4, AI = 7) I MgBr MgBr Şekildeki sistemde, MgBr çözeltileri elektroliz edilmektedir. Mg Mg + + e E = +,37 volt Br Br + e E =,7 volt Suyun indirgenme gerilimi,,83 volt, Suyun yükseltgenme gerilimi,,3 volttur. Buna göre,. I. ve II. bölmelerdeki elektroliz ürünleri nedir?. I. ve II. bölmelerde çözeltinin ph değeri değişir mi?. I. bölme anot bölmesidir. Bu bölmede elektrot çevresindeki H O ve Br den, yükseltgenme gerilimi daha büyük olan Br yükseltgenir. Anot ürünü Br dir. Anot tepkimesi : Br Br + e şeklindedir. II. bölme katot bölmesidir. Bu bölmede elektrot çevresindeki H O ve Mg + den indirgenme gerilimi daha büyük olan H O indirgenir. Katot ürünü H gazıdır. Katot tepkimesi : H O + e H + OH şeklindedir. II Ca + + e Ca AI +3 + 3e AI Devreden 6 mol elektron geçerse 3 mol Ca ve mol AI oluşur. 3 mol Ca = 3.4 = gram, mol AI =.7 = 54 gram gram Ca ayrıştığında 54 gram AI oluşuyorsa, 4 gram Ca ayrıştığında X gram AI oluşur. Yanıt :,8 gram AI 4.54 X = =,8 gram AI oluşur. ÖRNEK Seri bağlı iki elektroliz kabında X +n ve Mg + iyonlarını içeren erimiş tuzlar elektroliz edilmektedir. Aynı süre sonunda,4 mol X ve 4,8 gram Mg oluştuğuna göre, n değeri kaçtır? (Mg = 4) 4,8 gram Mg, 4,8/4 =, moldür. Mg + + e Mg tepkimesinde, mol elektron mol Mg ayrıştırdığına göre,, mol Mg ayrışması için devreden,4 mol elektron geçmiştir. X +n + ne X tepkimesinde. Anot bölmesinde (I. bölmede), Br iyonu derişimi azalmıştır. H + ya da OH iyonlarının derişimi değişmediği için, çözeltinin ph değeri değişmez. Katot bölmesinde (II. bölmede), OH iyonu derişimi artmıştır. Bu nedenle, ortam, baz özelliği kazanır (ph > 7) ve çözeltinin ph değeri yükselir.,4 mol X oluşurken,4 mol elektron kullanılmışsa, mol X oluşurken n mol elektron kullanılır. n = dir. Yanıt : n =
. Yarı tepkime LÜ TEST X ( katı) X + + e Standart gerilim E volt Y ( katı) Y + + e E volt X / Y pili çalışırken, + + katı suda suda katı X + Y X + Y ( ) ( ) ( ) ( tepkimesi gerçekleştiğine göre, bu pilin standart geriliminin volt türünden değeri, aşağıdakilerden hangisi ile hesaplanır? A) E + E B) E + E C) E E ) İndirgenme gerilimi büyük olan elektrot katot, Ni elektrot anottur. Katot tepkimesi : A g + e E = +,8 volt + Anot tepkimesi : Ni Ni + e E = +,5 volt + + Pil tepkimesi : Ni + + Ni E = +,5 volt Ni pil sistemi çalışırken, Ni elektrotun kütlesi azalır, elektrotun kütlesi artar. + iyonlarının derişimi azalır, Ni + iyonlarının derişimi artar. Yanıt : E 3. Mn Pb D) E E EE E K bölmesi L bölmesi X / Y pilinin tepkimesi, X in yükseltgenme yarı tepkimesi ile Y + nın indirgenme yarı tepkimesinin ile çarpılmasından elde edilen tepkimelerin toplanmasıyla oluşmuştur. Yarı pil tepkimesi ters çevrilirse, standart pil geriliminin (E ) işareti değişir. Yarı pil tepkimesi herhangi bir sayı ile çarpılır ya da bölünürse, standart pil gerilimi (E ) değişmez. X + X + e E ( suda ) Y + ( sudae Y E ( katı) + + X + Y X + Y E = E ( katı) ( katı) E dir. Yanıt : D. M NO 3 Ni M Ni(NO 3 M Mn + M Pb + Şekildeki pil sistemi çalışırken tuz köprüsünde pozitif (+) yüklü iyonlar, L bölmesine doğru akmaktadır. Buna göre, bu pil sistemi ile ilgili, aşağıdaki açıklamalardan hangisi yanlıştır? (PbSO 4 suda çözünmez.) A) L bölmesine katı K SO 4 tuzu eklenirse, pil gerilimi artar. B) Sıcaklık artırılırsa, pil gerilimi azalır. C) Mn elektrotun yüzeyi artırılırsa, pil gerilimi değişmez. D) Pil çalışırken dış devrede elektronlar Mn elektrottan, Pb elektrota doğru akar. E) Pil çalışırken Mn + iyonu derişimi artar, Pb + iyonu derişimi azalır. nde, pozitif (+) yüklü iyonlar katot bölmesine doğru akarlar. Öyleyse, Pb elektrotta (L bölmesi) indirgenme tepkimesi, Mn elektrotta (K bölmesi) yükseltgenme tepkimesi gerçekleşir. Katot tepkimesi : Pb + + e Pb Anot tepkimesi : Mn Mn + + e Şekildeki pil sisteminin, yarı pil tepkimeleri ve bu tepkimelerin yarı pil gerilimleri aşağıda verilmiştir. + + e E = +,8 volt Ni + + e Ni E =,5 volt Buna göre, bu pil sistemi ile ilgili, aşağıdaki açıklamalardan hangisi yanlıştır? A) Standart pil gerilimi +,5 volttur. B) + iyonlarının derişimi zamanla azalır. C) Ni elektrot, anottur. D) Katot tepkimesi, + + e dir. E) Pil çalışırken, Ni elektrotun kütlesi artar. Pil tepkimesi : Mn + Pb + Pb + Mn + dir. Pil çalışırken Mn + iyonlarının derişimi artar, Pb + iyonlarının derişimi azalır. Pil tepkimeleri, ekzotermiktir. Sıcaklık artırılırsa, denge girenler yönünde bozulur ve pil gerilimi azalır. Elektrot yüzeylerinin büyüklüğü, pil gerilimini değiştirmez. Pil çalışırken dış devrede elektronlar Mn elektrottan (anottan), Pb elektrota (katota) doğru akar. L bölmesine katı K SO 4 tuzu eklenirse, PbSO 4 çöker, Pb + iyonlarının derişimi azalır, denge girenler yönünde bozulur ve pil gerilimi azalır. Yanıt : A