HAZIRLAYAN Mutlu ġahġn. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği DENEYĠN AMACI: ELEKTROLĠZ OLAYININ ÖĞRENĠLMESĠ VE BĠR METAL PARÇASININ BAKIR ĠLE KAPLANMASI



Benzer belgeler
a. Yükseltgenme potansiyeli büyük olanlar daha aktifdir.

HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği DENEY NO: 5 DENEYİN ADI: SUYUN ELEKTRİK ENERJİSİ İLE AYRIŞMASI

3) Oksijenin pek çok bileşiğindeki yükseltgenme sayısı -2 dir. Ancak, H 2. gibi peroksit bileşiklerinde oksijenin yükseltgenme sayısı -1 dir.

HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği. DENEY NO: 6 DENEYİN ADI: DOYMUŞ NaCl ÇÖZELTİSİNİN ELEKTROLİZİ

4. ELEKTROLİZ. Elektroliz kabı (beher), bakır elektrotlar, bakır sülfat çözeltisi, ampermetre, akım kaynağı, terazi (miligram duyarlıklı), kronometre.

Katoda varan pozitif iyonlar buradan kendilerini nötrleyecek kadar elektron alırlar.

ELEKTROKİMYA II.

BÖLÜM. Elektroliz 1. ÜNİTE 5 BÖLÜM İÇERİK

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ

HAZIRLAYAN Mutlu ġahġn. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği DENEY NO: 3 DENEYĠN ADI: ASĠT, BAZ VE TUZLARIN ĠLETKENLĠĞĠ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI TRANSFERİ LABORATUVARI

ELEKTRO METALÜRJ BAHAR

Elektrot Potansiyeli. (k) (k) (k) Tepkime vermez

BÖLÜM. Elektrotlar ve Elektrokimyasal Hücreler 1. ÜNİTE İÇERİK Elektrot ve Elektrolit Yarı Hücre ve Hücre

Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ. Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ İÇERİK

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ

ürünler ve reaktiflerin standart hallerinde olduğu pil potansiyeli (pil voltajı). E nin birimi volttur.

BİLEŞİKLER İki ya da daha fazla maddenin belli oranda kimyasal olarak birleşmeleri sonucu oluşturdukları yeni, saf maddeye bileşik denir.

BÖLÜM III METAL KAPLAMACILIĞINDA KULLANILAN ÖRNEK PROBLEM ÇÖZÜMLERİ

BİLEŞİKLER VE FORMÜLLERİ

KİMYA II DERS NOTLARI

Hidroklorik asit ve sodyum hidroksitin reaksiyonundan yemek tuzu ve su meydana gelir. Bu kimyasal olayın denklemi

İYON TEPKİMELERİ. Prof. Dr. Mustafa DEMİR. (Kimyasal tepkimelerin eşitlenmesi) 03-İYON TEPKİMELERİ-KİMYASAL TEPKİMELERİN EŞİTLENMESİ 1 M.

6. Aşağıdaki tablodan yararlanarak X maddesinin ne olduğunu (A, B,C? ) ön görünüz.

KOROZYONUN ELEKTROKİMYASAL PRENSİPLERİ

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ LABORATUVAR FÖYÜ

Kimya Mühendisliği Bölümü, 2014/2015 Öğretim Yılı, Bahar Yarıyılı 0102-Genel Kimya-II Dersi, Dönem Sonu Sınavı

ve denge sabitleri gibi bilgilere ulaşı şılabilir.

İÇİNDEKİLER 2

Bir maddenin başka bir madde içerisinde homojen olarak dağılmasına ÇÖZÜNME denir. Çözelti=Çözücü+Çözünen

HACETTEPE ÜNĐVERSĐTESĐ

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

ATOM BİLGİSİ I ÖRNEK 1

BÖLÜM. Ne Neyi Yükseltger/İndirger? 1. ÜNİTE 3 BÖLÜM İÇERİK

Örnek : 3- Bileşiklerin Özellikleri :

ELEKTRO KAZANIM (ELEKTROW NN NG)

Doğal Rb elementinin atom kütlesi 85,47 g/mol dür ve atom kütleleri 84,91 g/mol olan 86 Rb ile 86,92 olan 87

BÖLÜM. Korozyon 1. ÜNİTE İÇERİK Metallerde Korozyon Endüstriyel Korozyonu Önleme Teknikleri

ÖLÇME, DEĞERLENDİRME VE SINAV HİZMETLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

PERİYODİK CETVEL Mendeleev Henry Moseley Glenn Seaborg

Serüveni 3. ÜNİTE KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİM GÜÇLÜ ETKİLEŞİM. o İYONİK BAĞ o KOVALENT BAĞ o METALİK BAĞ

ÇÖZÜNME ve ÇÖZÜNÜRLÜK

HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com

Kimya Bilimi ve Elektrik

Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı

KİMYA ÖZEL VİDEO FASİKÜLLERİ KİMYA VE

Ch 20 ELEKTROKİMYA: cell

A A A A A A A A A A A

6. I. Sirke ruhu (CH 3 COOH)

MM548 Yakıt Pilleri (Faraday Yasaları)

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

Genel Kimya. Bölüm 7: ÇÖZELTİLER VE ÇÖZÜNÜRLÜK. Yrd. Doç. Dr. Mustafa SERTÇELİK Kafkas Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü

Şekilde görüldüğü gibi Gerilim/akım yoğunluğu karakteristik eğrisi dört nedenden dolayi meydana gelir.

ve DEĞERLEND ERLENDĐRMERME

HACETTEPE ÜNĐVERSĐTESĐ EĞĐTĐM FAKÜLTESĐ ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞTĐRME

Bir redoks reaksiyonunun hücre diyagramıyla tanımlanması. Aluminyum metali, sulu çözeltide çinko (2) iyonlarıyla yer değiştirir.

İletkenlik, maddenin elektrik akımını iletebilmesinin ölçüsüdür.

ASİTLER VE BAZLAR ASİT VE BAZ KAVRAMLARI M.DEMİR ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 1

PERİYODİK CETVEL-ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞİŞİM ÜNİTE 4 : MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

KĠMYASAL ÖZELLĠKLER VE KĠMYASAL BAĞ

ASİTLER- BAZLAR. Suyun kendi kendine iyonlaşmasına Suyun Otonizasyonu - Otoprotoliz adı verilir. Suda oluşan H + sadece protondur.

KĐMYA EĞĐTĐMĐ DERSĐ PROF.DR.ĐNCĐ MORGĐL

TEMEL KĐMYA YASALARI A. KÜTLENĐN KORUNUMU YASASI (LAVOISIER YASASI)

Üçüncü Tek Saatlik Sınav 5.111

Toprağın Katı ve Sıvı Fazı Arasındaki Etkileşimler

ÖZEL EGE İLKÖĞRETİM OKULU. ve UYGULAMA ALANLARI ÖZEL EGE LİSESİ

İÇERİK. Suyun Doğası Sulu Çözeltilerin Doğası

4. KCIO 3 + SO 2 + H 2 O KCI + H 2 SO 4. A) KCIO 3 'teki CI'nin yükseltgenme basamağı +7'dir.

Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten. Kimyasal Bağlar.

Fiziksel özellikleri her yerde aynı olan (homojen) karışımlara çözelti denir. Bir çözeltiyi oluşturan her bir maddeye çözeltinin bileşenleri denir.

Bileşikteki atomların cinsini ve oranını belirten formüldür. Kaba formül ile bileşiğin molekül ağırlığı hesaplanamaz.

KİMYA VE ELEKTRİK KONU ANLATIMI

ÖN SÖZ. Üniversiteye hazırlık yolunda, yeni sınav sistemine uygun olarak hazırladığımız YKS Alan Yeterlilik

Kimyafull Gülçin Hoca

TOPRAK ALKALİ METALLER ve BİLEŞİKLERİ

ELEKTRONLARIN DİZİLİMİ, KİMYASAL ÖZELLİKLERİ VE

5.111 Ders Özeti #

4. Oksijen bileşiklerinde 2, 1, 1/2 veya +2 değerliklerini (N Metil: CH 3. Cevap C. Adı. 6. X bileşiği C x. Cevap E. n O2. C x.

T.C. Ölçme, Seçme ve Yerleştirme Merkezi

PERİYODİK CETVEL

Şekil 1. Metal-sulu ortam ara yüzeyinde metalin kimyasal şekil değiştirmesi

STOKİYOMETRİ. Kimyasal Tepkimelerde Kütle İlişkisi

KİM-117 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

TG 13 ÖABT KİMYA KAMU PERSONEL SEÇME SINAVI ÖĞRETMENLİK ALAN BİLGİSİ TESTİ KİMYA ÖĞRETMENLİĞİ

Ölçme Kontrol ve Otomasyon Sistemleri 3

İÇİNDEKİLER KİMYASAL DENKLEMLER

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞĐŞĐM ÜNĐTE 3 : MADDENĐN YAPISI VE ÖZELLĐKLERĐ

ASİTLER VE BAZLAR ASİT VE BAZ KAVRAMLARI

HACETTEPE ÜNĐVERSĐTESĐ ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞTĐRME KONU ANLATIMI. Hazırlayan: Hale Sümerkan. Dersin Sorumlusu: Prof. Dr.

ÇÖZELTİLERDE DENGE (Asit-Baz)

ELEMENT VE BİLEŞİKLER

BİYOKİMYASAL ÇÖZELTİLER

Elektrokimya ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Yrd.Doç.Dr. Hayrettin TÜRK

Yükseltgenme-indirgenme tepkimelerinin genel ilkelerinin öğrenilmesi

DENEY 4 KUVVETLİ ASİT İLE KUVVETLİ BAZ TİTRASYONU

Genel Kimya Prensipleri ve Modern Uygulamaları Petrucci Harwood Herring 8. Baskı. Bölüm 4: Kimyasal Tepkimeler

CEVHERLERİN LİÇİ VE LİÇ ÇÖZELTİLERİNDEN METALLERİN ELEKTRO-REDÜKSİYONLA KAZANIMI. Prof.Dr. Ahmet ALP& Yrd.Doç.Dr. Ediz ERCENK

Transkript:

HAZIRLAYAN Mutlu ġahġn Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği DENEY NO: 7 DENEYĠN ADI: ELEKTROLĠZ ĠLE BAKIR KAPLAMA DENEYĠN AMACI: ELEKTROLĠZ OLAYININ ÖĞRENĠLMESĠ VE BĠR METAL PARÇASININ BAKIR ĠLE KAPLANMASI TEORĠK BĠLGĠ Elektroliz: ErgimiĢ sodyum klorürün elektrolizi, metalik sodyum ve klor gazı üretiminde yararlanılan ticari bir süreçtir. Benzer yöntemler diğer bazı çok aktif metallerin (potasyum ve kalsiyum gibi) elde edilmesinde kullanılmaktadır. Bazı sulu çözeltilerin elektrolizi yapılırken çözünen maddenin iyonlarından çok, çözücü olarak kullanılan su, elektrot tepkimelerine katılır. Böylece akım taģıyıcı iyonlar elektrotlarda yük kaybetmezler. Sulu sodyum sülfat çözeltisinin elektrolizinde, sodyum iyonları katoda doğru, sülfat iyonları ise anoda doğru hareket ederler. Bu iyonların her ikisinin de elektrotlardaki yük alıģveriģi çok zordur. Eğer elektroliz inert elektronlar arasında yapılırsa, katotta hidrojen gazı açığa çıkarken elektrot çevresi bazikleģir. Katotta görülen indirgenme sodyum iyonunun indirgenmesi değildir. Na+ e- Na (gözlenmez) Burada gözlenen net değiģme suyun indirgenmesi olayıdır. 2e- + 2H2O H2(g)+ 2OH- Su, son derece zayıf bir elektrolittir. Saf su 25 C de yaklaģık%2 x10-7 iyonlaģır. 2H2O H3O + OH- veya H2O H+ + OH-

Katot 2e- + 2H2O H2(g) +2 OH- Anot 2H2O O2(g) + 4H+ +4 e- Sulu sodyum sülfat çözeltisinin elektrolizi Sulu Na2SO4 çözeltisinin elektrolizinde katot tepkimesinin gerçek mekanizması tam olarak bilinmemektedir. H2O H+ + OH- 2 e- + 2H+ H2(g) Birinci bileģik 2 ile çarpılır ve eģitlik toplanırsa net değiģim elde edilir. 2H2O +2e- H2(g) + 2OH- Genellikle çözünen madde katyonun indirgenmesinden güç olduğu durumlarda; katotta, su indirgenerek hidrojen gazı ve OH- iyonları oluģturur. Na2SO4 sulu çözeltisinin elektrolizinde anoda doğru göç eden anyonların (SO4-2) yükseltgenmesi de güçtür. Anotta kuramsal bakımdan Ģu yükseltgenmenin gözlenmesi gerekir. 2SO4-2 S2O8 + 2 e- Ancak suyun yükseltgenmesi daha önceliklidir. Bu tepkimede ise: H2O H+ + OH- 4OH- O2(g) +2H2O + 4e- Ģeklindedir. Burada ilk eģitlik 4 ile çarpılır ve ikincisi ile toplanırsa net değiģim eģitliği elde edilir. 2H2O O2(g) + 4H+ + 4e- Anotta O2 gazı çıkıģı gözlenir, aynı zamanda anot bölgesindeki çözeltilerin asitliği artar. Çözünen madde anyonun yükseltgenmesinin güç olduğu durumlarda anotta su yükseltgenerek oksijen gazı ve hidrojen iyonları oluģturur. Sulu Na2SO4 çözeltisinin elektrolizi için toplam tepkime anot ve katot tepkimeleri toplanarak elde edilir. 2(2e- + 2H2O H2(g) +2OH-

2H2O O2(g) + 4H+ + 4 e- ------------------------------------------------- 6H2O 2H2(g) +O2(g) +4H+ + 4 OH- Eğer çözeltiler karıģtırılırsa H+ ve OH- iyonları birbirini nötralleģtirir. Buna göre net değiģim sadece suyun elektrolizidir. elektroliz 2H2O 2H2(g) +O2(g) Elektroliz sırasında anot çevresinde oluģan H+ iyonları katoda doğru, OHiyonları ise benzer Ģekilde anoda doğru hareket eder. Bu iyonlar iki elektrot arasındaki çözeltide birbirini nötralleģtirir. FARADAY YASALARI Elektrik ile kimyasal değiģme arasındaki nicel iliģki ilk kez Faraday tarafından bulundu. Faraday 1832 yılında, elektrotlarda ayrılan madde kütlelerinin devreden geçen yük miktarı ile doğru orantılı olduğunu denel yönden bulmuģtur. Yine Faraday 1833 yılında, devreden belli miktarda elektrik yükü geçirildiğinde elektrotlarda ayrılan farklı maddelerin eģdeğer madde miktarının aynı olduğunu denel olarak gözlemlemiģtir. Katottaki değiģmede her sodyum iyonunun e- + Na+ Na Ģeklinde indirgenebilmesi için bir elektrona gerek vardır. Eğer bu elektrotta Avagadro sabiti kadar yani 1 mol elektron kullanılırsa 23 g yani 1 mol Na metali açığa çıkar.1 mol elektronun taģıdığı bu elektrik miktarına faraday adı verilir. F ile gösterilir. 1 F, 1 mol elektronun elektrik yükü olan 1,602192 x10 c x 6,022205 x10 mol =97487 cmol olmasına karģın çoğu pratik hesaplamalarda 96500 cmol olarak kullanılır. Eğer, 2 F elektrik yükü yani 2 mol elektron kullanılmıģ olsaydı 2 mol sodyum metali indirgenecekti. Na+ iyonunun yükseltgenme sayısı, 1+ olduğundan sodyumun eģdeğer mol kütlesi mol kütlesine eģittir. Katota verilen 1 F eģdeğerinde toplam yükü bulunan elektronların sayısı anottan 2Cl- Cl2 +2e- Yükseltgenmesi sırasında uzaklaģan 1 F eģdeğerinde toplam yükü bulunan elektronların sayısına eģittir. Buna göre anottan 1 mol elektron ayrıldığında 35,45 g yani 1 mol Cl-iyonu yükseltgendiği halde 0,5 mol yani bir eģdeğer mol kütlesi kadar Cl2 gazı ayrılır. Eğer sistemden 2 F elektrik geçirilirse 2 mol Cl-iyonu yükseltgenerek 1 mol yani 2 eģdeğer mol kütlesi kadar Cl2 gazı ayrılacaktır. Öyleyse, 1F elektrik miktarı katot ve anotta her bir elementin birer eģdeğer mol kütlesi kadarını açığa çıkarmaktadır. Buna göre elektrotlardaki açığa çıkan eģdeğer madde miktarından elektrot tepkimelerindeki madde ve elektrik yük miktarlarını hesaplayabiliriz. Birinci Faraday Yasası: Farklı elektrolitlerin elektrolizi sırasında her hücreden geçen elektrik miktarı aynı ise, her hücre elektrotlarında indirgenerek veya yükseltgenerek ayrılan maddelerin eģdeğer madde miktarları da aynıdır. Bu yasaya göre, elektrotlarda ayrılan maddelerin eģdeğer madde miktarları n m =q/f devreden geçen eģdeğer elektrik miktarı yani faraday yasası olan n F=q/F değerine eģit olacağından

n m =n F q q ---- = ----- E F Bağıntıları yazılabilir. Mol kütlesi m, yükseltgenme sayısı z olan bir maddenin eģdeğer mol kütlesi E =m/z, eģdeğer madde miktarı ise n m = m/(m/z) olur. Devreden geçen ı akımının t süresiyle çarpımı I.t =q Ģeklinde devreden geçen elektrik miktarını vereceğinden son bağıntı; m/(m/z) = I.t/F Ģeklini alır. Eğer herhangi bir elektrotta birden fazla, örneğin iki madde beraberce ayrılıyorsa denklem [m1/(m1/z1)]+[m2/(m2/z2)] = I.t/F Ģeklini alır. Elektroliz sırasında elektrotlarda ayrılan madde miktarı veya istenen miktarda madde ayrılması için gerekli elektrik miktarı (yani elektrik akımı ve geçme süresi) m/(m/z) =I.t/F kullanmadan çevirme faktörleri yöntemi kullanarak ta bulunabilir. Göz önüne alınması gereken faktörler, 1 F yani 966487 C elektron yükünün 1 mol e- vermesi (faktör : 1 mol e- 96487 C ve z mol e- ile elektrotla 1 mol madde ayrılması) (faktör: 1 mol madde, z mol e-) dır. Bir elektronun yükü :1,6 x10 c 1 mol bakırın kütlesi : 63,5 g/mol KULLANILAN ARAÇ GEREÇLER

DENEYĠN YAPILIġI: 1. Beher glasın içine bir miktar saf su konur. 2. Metal parçası üretecin (-) negatif kutbuna, bakır elektrotu ise krokodilli kablo yardımıyla (+) pozitif kutbuna bağlanır. 3. Suyun içine bakır sülfat ekleyerek mavi renkli çözelti elde edilir. 4. Güç kaynağını çalıģtırdıktan bir müddet sonra metal parçanın üzerine bakır biriktiği gözlenir. DENEYĠN SONUCU Elektroliz sonunda bakır elektrot biraz aģınır ve kütlesi azalır. Anahtar ise tamamen bakırla kaplanır ve kütlesi artar. Katot: 2e- + Cu+ Cu(k) Anot:Cu(k) Cu+ + 2e- Anahtar üzerinde biriken bakır miktarını Faraday Yasalarını kullanarak bulabiliriz. Faraday Kanunu: m/(ma/ts) = I. t / F

F= 96500 t= saniye=60 sn I=devreden geçen akım miktarı=3 A M A =bakırın molekül ağırlığı=63,55gr Ts=bakırın tesir değerliği=2 M=metalde toplanması gereken madde miktarı=? HESAPLAMALAR: Faraday yasasına göre; m/(ma/ts) = I. t / F q= I.t 1 F 96500 coulomb XF 180 coulomb q=3a.60 sn q=180 coulomb X = 0,0018 F Cu için; eģdeğer gram: Ma / Ts =63,55gr / 2 = 31,775gr 1 F 31,775 gr Cu 0,0018 F X gr --------------------------------------------- X = 0,058 gr (anahtarda toplanması gereken madde miktarı) Deney sonucunda toplanan madde miktarı = 15 13,880 =1,12 gr. YORUM: Bu deneyde madeni parayı bakır ile kapladık ama paranın kaplanmadan önceki ve kaplandıktan sonraki kütlesini öğrenemedik çünkü tartımız yoktu. Deney sırasında çözeltiye bir miktar HCI ekledik bunu eklememizin sebebi iletkenliği artırma isteğimizdi. Çözeltiye HCI eklemediğimiz zaman kaplama olmuyor sadece paranın üzerinde siyah bir renk oluģuyor. HCI kuvvetli bir asit olduğu için iletkenliği artırıyor ve elektrolizi hızlandırıyor. Deneyde bakırlaģmanın nasıl gerçekleģtiğini gördük ama bakır kaplanacak cismin yüzeyinin de önemli olduğunu saptadık. Farklı cisimlerde denediğimizde cismin bakır kaplanmadığını gördük. KAYNAKÇA: 1. http://stu.inonu.edu.tr/~mbelgen/odev.html 2. http://egitek.meb.gov.tr/dersdesmer/son_deney/kimya_malzeme/kimya_malzemeleri. htm 3. http://kimya.us/kimya-konulari/kimyasal-baglar.html