Redoks Tepkimeleri ve Elektrokimyasal Hücreler — Bölüm 3–4 Kanıt ve Transfer

Zn|Zn2+ || Cu2+|Cu hücresinde elektron ve iyon hareketleri izleniyor. İnceleme kaydındaki belirleyici kanıt şudur: Zn anotta Zn2+ üretirken köprü anyonları Zn yarı hücresine; Cu2+ katotta tüketilirken köprü katyonları Cu yarı hücresine göç eder. Karar verirken yalnız anahtar sözcüğü değil; verilen nicelik, işlem, neden-sonuç veya sınır koşulunu Tuz köprüsü odağıyla birlikte sınamak gerekir.

1. A “Zn anotta Zn2+ üretirken köprü anyonları Zn yarı hücresine; Cu2+ katotta tüketilirken köprü katyonları Cu yarı hücresine göç eder.” kanıtı Yükseltgen madde kavramıyla açıklanır: Yükseltgen madde karşı türden elektron alarak onun yükseltgenmesini sağlar ve kendisi indirgenir.
2. B “Zn anotta Zn2+ üretirken köprü anyonları Zn yarı hücresine; Cu2+ katotta tüketilirken köprü katyonları Cu yarı hücresine göç eder.” kanıtı Nernst etkisi kavramıyla açıklanır: Hücre potansiyeli standart olmayan koşullarda tepkime bölümüne ve sıcaklığa bağlı olarak standart değerinden sapar.
3. C “Zn anotta Zn2+ üretirken köprü anyonları Zn yarı hücresine; Cu2+ katotta tüketilirken köprü katyonları Cu yarı hücresine göç eder.” kanıtı Tuz köprüsü kavramıyla açıklanır: Galvanik hücrede tuz köprüsü iyon göçüyle yarı hücrelerin elektriksel nötrlüğünü korur ve devrenin sürmesini sağlar.
4. D “Zn anotta Zn2+ üretirken köprü anyonları Zn yarı hücresine; Cu2+ katotta tüketilirken köprü katyonları Cu yarı hücresine göç eder.” kanıtı İndirgen madde kavramıyla açıklanır: İndirgen madde karşı türe elektron vererek onun indirgenmesini sağlar ve kendisi yükseltgenir.
5. E “Zn anotta Zn2+ üretirken köprü anyonları Zn yarı hücresine; Cu2+ katotta tüketilirken köprü katyonları Cu yarı hücresine göç eder.” kanıtı şu yorumu doğrular: Tuz köprüsü elektronların iki çözelti arasından geçtiği iletkendir.

Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu hücresinde [Zn2+]=1,0 M ve [Cu2+]=0,010 M, 𝐸°=1,10 V’tur. İnceleme kaydındaki belirleyici kanıt şudur: Q=[Zn2+]/[Cu2+]=100 ve n=2 olduğundan 25 °𝐶’de 𝐸=1,10−(0,0592/2)log100≈1,04 V olur. Karar verirken yalnız anahtar sözcüğü değil; verilen nicelik, işlem, neden-sonuç veya sınır koşulunu Nernst etkisi odağıyla birlikte sınamak gerekir.

1. A “Q=[Zn2+]/[Cu2+]=100 ve n=2 olduğundan 25 °𝐶’de 𝐸=1,10−(0,0592/2)log100≈1,04 V olur.” kanıtı İndirgen madde kavramıyla açıklanır: İndirgen madde karşı türe elektron vererek onun indirgenmesini sağlar ve kendisi yükseltgenir.
2. B “Q=[Zn2+]/[Cu2+]=100 ve n=2 olduğundan 25 °𝐶’de 𝐸=1,10−(0,0592/2)log100≈1,04 V olur.” kanıtı şu yorumu doğrular: Hücre potansiyeli derişim ve basınç değişse bile her zaman 𝐸° değerindedir.
3. C “Q=[Zn2+]/[Cu2+]=100 ve n=2 olduğundan 25 °𝐶’de 𝐸=1,10−(0,0592/2)log100≈1,04 V olur.” kanıtı Tuz köprüsü kavramıyla açıklanır: Galvanik hücrede tuz köprüsü iyon göçüyle yarı hücrelerin elektriksel nötrlüğünü korur ve devrenin sürmesini sağlar.
4. D “Q=[Zn2+]/[Cu2+]=100 ve n=2 olduğundan 25 °𝐶’de 𝐸=1,10−(0,0592/2)log100≈1,04 V olur.” kanıtı Yükseltgen madde kavramıyla açıklanır: Yükseltgen madde karşı türden elektron alarak onun yükseltgenmesini sağlar ve kendisi indirgenir.
5. E “Q=[Zn2+]/[Cu2+]=100 ve n=2 olduğundan 25 °𝐶’de 𝐸=1,10−(0,0592/2)log100≈1,04 V olur.” kanıtı Nernst etkisi kavramıyla açıklanır: Hücre potansiyeli standart olmayan koşullarda tepkime bölümüne ve sıcaklığa bağlı olarak standart değerinden sapar.

Çalışan galvanik hücrede tuz köprüsü kaldırılıyor ve akım zamana karşı ölçülüyor. İnceleme kaydındaki belirleyici kanıt şudur: Akım 42 mA’dan saniyeler içinde 0,3 mA’ya düşer; yarı hücrelerde yük birikimi elektron akışını durdurur. Karar verirken yalnız anahtar sözcüğü değil; verilen nicelik, işlem, neden-sonuç veya sınır koşulunu Tuz köprüsü odağıyla birlikte sınamak gerekir.

1. A “Akım 42 mA’dan saniyeler içinde 0,3 mA’ya düşer; yarı hücrelerde yük birikimi elektron akışını durdurur.” kanıtı Nernst etkisi kavramıyla açıklanır: Hücre potansiyeli standart olmayan koşullarda tepkime bölümüne ve sıcaklığa bağlı olarak standart değerinden sapar.
2. B “Akım 42 mA’dan saniyeler içinde 0,3 mA’ya düşer; yarı hücrelerde yük birikimi elektron akışını durdurur.” kanıtı Yükseltgen madde kavramıyla açıklanır: Yükseltgen madde karşı türden elektron alarak onun yükseltgenmesini sağlar ve kendisi indirgenir.
3. C “Akım 42 mA’dan saniyeler içinde 0,3 mA’ya düşer; yarı hücrelerde yük birikimi elektron akışını durdurur.” kanıtı İndirgen madde kavramıyla açıklanır: İndirgen madde karşı türe elektron vererek onun indirgenmesini sağlar ve kendisi yükseltgenir.
4. D “Akım 42 mA’dan saniyeler içinde 0,3 mA’ya düşer; yarı hücrelerde yük birikimi elektron akışını durdurur.” kanıtı şu yorumu doğrular: Tuz köprüsü olmadan yarı hücrelerde yük birikimi oluşmaz ve akım sonsuza dek sürer.
5. E “Akım 42 mA’dan saniyeler içinde 0,3 mA’ya düşer; yarı hücrelerde yük birikimi elektron akışını durdurur.” kanıtı Tuz köprüsü kavramıyla açıklanır: Galvanik hücrede tuz köprüsü iyon göçüyle yarı hücrelerin elektriksel nötrlüğünü korur ve devrenin sürmesini sağlar.

Aynı hücrede [Zn2+]=0,010 M ve [Cu2+]=1,0 M yapılıyor. İnceleme kaydındaki belirleyici kanıt şudur: Q=0,010 olduğundan 𝐸=1,10−0,0296 log0,010≈1,16 V; giren Cu2+ artışı ileri yön potansiyelini yükseltir. Karar verirken yalnız anahtar sözcüğü değil; verilen nicelik, işlem, neden-sonuç veya sınır koşulunu Nernst etkisi odağıyla birlikte sınamak gerekir.

1. A “Q=0,010 olduğundan 𝐸=1,10−0,0296 log0,010≈1,16 V; giren Cu2+ artışı ileri yön potansiyelini yükseltir.” kanıtı Nernst etkisi kavramıyla açıklanır: Hücre potansiyeli standart olmayan koşullarda tepkime bölümüne ve sıcaklığa bağlı olarak standart değerinden sapar.
2. B “Q=0,010 olduğundan 𝐸=1,10−0,0296 log0,010≈1,16 V; giren Cu2+ artışı ileri yön potansiyelini yükseltir.” kanıtı İndirgen madde kavramıyla açıklanır: İndirgen madde karşı türe elektron vererek onun indirgenmesini sağlar ve kendisi yükseltgenir.
3. C “Q=0,010 olduğundan 𝐸=1,10−0,0296 log0,010≈1,16 V; giren Cu2+ artışı ileri yön potansiyelini yükseltir.” kanıtı şu yorumu doğrular: Nernst denklemindeki Q yalnız girenlerin derişimlerinin çarpımıdır.
4. D “Q=0,010 olduğundan 𝐸=1,10−0,0296 log0,010≈1,16 V; giren Cu2+ artışı ileri yön potansiyelini yükseltir.” kanıtı Tuz köprüsü kavramıyla açıklanır: Galvanik hücrede tuz köprüsü iyon göçüyle yarı hücrelerin elektriksel nötrlüğünü korur ve devrenin sürmesini sağlar.
5. E “Q=0,010 olduğundan 𝐸=1,10−0,0296 log0,010≈1,16 V; giren Cu2+ artışı ileri yön potansiyelini yükseltir.” kanıtı Yükseltgen madde kavramıyla açıklanır: Yükseltgen madde karşı türden elektron alarak onun yükseltgenmesini sağlar ve kendisi indirgenir.

Dış tel ve agar-KNO3 köprüsüne ayrı akım sensörleri yerleştiriliyor. İnceleme kaydındaki belirleyici kanıt şudur: Dış telde elektronik iletim, köprüde K+ ve NO3− iyon göçü saptanır; elektronlar çözeltiden köprü boyunca geçmez. Karar verirken yalnız anahtar sözcüğü değil; verilen nicelik, işlem, neden-sonuç veya sınır koşulunu Tuz köprüsü odağıyla birlikte sınamak gerekir.

1. A “Dış telde elektronik iletim, köprüde K+ ve NO3− iyon göçü saptanır; elektronlar çözeltiden köprü boyunca geçmez.” kanıtı Yükseltgen madde kavramıyla açıklanır: Yükseltgen madde karşı türden elektron alarak onun yükseltgenmesini sağlar ve kendisi indirgenir.
2. B “Dış telde elektronik iletim, köprüde K+ ve NO3− iyon göçü saptanır; elektronlar çözeltiden köprü boyunca geçmez.” kanıtı şu yorumu doğrular: Köprü anyonları katotta biriken negatif yükü dengelemek için katoda gider.
3. C “Dış telde elektronik iletim, köprüde K+ ve NO3− iyon göçü saptanır; elektronlar çözeltiden köprü boyunca geçmez.” kanıtı Nernst etkisi kavramıyla açıklanır: Hücre potansiyeli standart olmayan koşullarda tepkime bölümüne ve sıcaklığa bağlı olarak standart değerinden sapar.
4. D “Dış telde elektronik iletim, köprüde K+ ve NO3− iyon göçü saptanır; elektronlar çözeltiden köprü boyunca geçmez.” kanıtı İndirgen madde kavramıyla açıklanır: İndirgen madde karşı türe elektron vererek onun indirgenmesini sağlar ve kendisi yükseltgenir.
5. E “Dış telde elektronik iletim, köprüde K+ ve NO3− iyon göçü saptanır; elektronlar çözeltiden köprü boyunca geçmez.” kanıtı Tuz köprüsü kavramıyla açıklanır: Galvanik hücrede tuz köprüsü iyon göçüyle yarı hücrelerin elektriksel nötrlüğünü korur ve devrenin sürmesini sağlar.

Zn(s)+Cu2+(aq)→Zn2+(aq)+Cu(s) için farklı metal kütleleri kullanılıyor. İnceleme kaydındaki belirleyici kanıt şudur: Q=[Zn2+]/[Cu2+] ifadesinde saf Zn ve Cu katılarının etkinliği 1 alınır; yüzey yeterliyken kütleleri Q’ya yazılmaz. Karar verirken yalnız anahtar sözcüğü değil; verilen nicelik, işlem, neden-sonuç veya sınır koşulunu Nernst etkisi odağıyla birlikte sınamak gerekir.

1. A “Q=[Zn2+]/[Cu2+] ifadesinde saf Zn ve Cu katılarının etkinliği 1 alınır; yüzey yeterliyken kütleleri Q’ya yazılmaz.” kanıtı Tuz köprüsü kavramıyla açıklanır: Galvanik hücrede tuz köprüsü iyon göçüyle yarı hücrelerin elektriksel nötrlüğünü korur ve devrenin sürmesini sağlar.
2. B “Q=[Zn2+]/[Cu2+] ifadesinde saf Zn ve Cu katılarının etkinliği 1 alınır; yüzey yeterliyken kütleleri Q’ya yazılmaz.” kanıtı Nernst etkisi kavramıyla açıklanır: Hücre potansiyeli standart olmayan koşullarda tepkime bölümüne ve sıcaklığa bağlı olarak standart değerinden sapar.
3. C “Q=[Zn2+]/[Cu2+] ifadesinde saf Zn ve Cu katılarının etkinliği 1 alınır; yüzey yeterliyken kütleleri Q’ya yazılmaz.” kanıtı şu yorumu doğrular: Saf metal katıların kütlesi Q ifadesine doğrudan üs olarak yazılır.
4. D “Q=[Zn2+]/[Cu2+] ifadesinde saf Zn ve Cu katılarının etkinliği 1 alınır; yüzey yeterliyken kütleleri Q’ya yazılmaz.” kanıtı Yükseltgen madde kavramıyla açıklanır: Yükseltgen madde karşı türden elektron alarak onun yükseltgenmesini sağlar ve kendisi indirgenir.
5. E “Q=[Zn2+]/[Cu2+] ifadesinde saf Zn ve Cu katılarının etkinliği 1 alınır; yüzey yeterliyken kütleleri Q’ya yazılmaz.” kanıtı İndirgen madde kavramıyla açıklanır: İndirgen madde karşı türe elektron vererek onun indirgenmesini sağlar ve kendisi yükseltgenir.

Ag+ yarı hücresinde KCl köprüsü ve KNO3 köprüsü karşılaştırılıyor. İnceleme kaydındaki belirleyici kanıt şudur: KCl ile Ag+ + Cl− → AgCl(s) çökelmesi köprü ağzını tıkar; KNO3 seçimi istenmeyen çökelmeyi önler. Karar verirken yalnız anahtar sözcüğü değil; verilen nicelik, işlem, neden-sonuç veya sınır koşulunu Tuz köprüsü odağıyla birlikte sınamak gerekir.

1. A “KCl ile Ag+ + Cl− → AgCl(s) çökelmesi köprü ağzını tıkar; KNO3 seçimi istenmeyen çökelmeyi önler.” kanıtı Yükseltgen madde kavramıyla açıklanır: Yükseltgen madde karşı türden elektron alarak onun yükseltgenmesini sağlar ve kendisi indirgenir.
2. B “KCl ile Ag+ + Cl− → AgCl(s) çökelmesi köprü ağzını tıkar; KNO3 seçimi istenmeyen çökelmeyi önler.” kanıtı şu yorumu doğrular: Tuz köprüsü iki çözeltiyi hızla ve tamamen karıştırmak için kullanılır.
3. C “KCl ile Ag+ + Cl− → AgCl(s) çökelmesi köprü ağzını tıkar; KNO3 seçimi istenmeyen çökelmeyi önler.” kanıtı Tuz köprüsü kavramıyla açıklanır: Galvanik hücrede tuz köprüsü iyon göçüyle yarı hücrelerin elektriksel nötrlüğünü korur ve devrenin sürmesini sağlar.
4. D “KCl ile Ag+ + Cl− → AgCl(s) çökelmesi köprü ağzını tıkar; KNO3 seçimi istenmeyen çökelmeyi önler.” kanıtı Nernst etkisi kavramıyla açıklanır: Hücre potansiyeli standart olmayan koşullarda tepkime bölümüne ve sıcaklığa bağlı olarak standart değerinden sapar.
5. E “KCl ile Ag+ + Cl− → AgCl(s) çökelmesi köprü ağzını tıkar; KNO3 seçimi istenmeyen çökelmeyi önler.” kanıtı İndirgen madde kavramıyla açıklanır: İndirgen madde karşı türe elektron vererek onun indirgenmesini sağlar ve kendisi yükseltgenir.

Bir hücre tepkimesi dengeye yaklaşırken Q değeri denge sabitine ulaşıyor. İnceleme kaydındaki belirleyici kanıt şudur: Q=K olduğunda ΔG=0 ve 𝐸=0’dır; başlangıçtaki 𝐸° değeri standart koşulların denge dışında olabilen potansiyelidir. Karar verirken yalnız anahtar sözcüğü değil; verilen nicelik, işlem, neden-sonuç veya sınır koşulunu Nernst etkisi odağıyla birlikte sınamak gerekir.

1. A “Q=K olduğunda ΔG=0 ve 𝐸=0’dır; başlangıçtaki 𝐸° değeri standart koşulların denge dışında olabilen potansiyelidir.” kanıtı Nernst etkisi kavramıyla açıklanır: Hücre potansiyeli standart olmayan koşullarda tepkime bölümüne ve sıcaklığa bağlı olarak standart değerinden sapar.
2. B “Q=K olduğunda ΔG=0 ve 𝐸=0’dır; başlangıçtaki 𝐸° değeri standart koşulların denge dışında olabilen potansiyelidir.” kanıtı İndirgen madde kavramıyla açıklanır: İndirgen madde karşı türe elektron vererek onun indirgenmesini sağlar ve kendisi yükseltgenir.
3. C “Q=K olduğunda ΔG=0 ve 𝐸=0’dır; başlangıçtaki 𝐸° değeri standart koşulların denge dışında olabilen potansiyelidir.” kanıtı şu yorumu doğrular: Q arttığında galvanik tepkime için 𝐸 her zaman artar.
4. D “Q=K olduğunda ΔG=0 ve 𝐸=0’dır; başlangıçtaki 𝐸° değeri standart koşulların denge dışında olabilen potansiyelidir.” kanıtı Yükseltgen madde kavramıyla açıklanır: Yükseltgen madde karşı türden elektron alarak onun yükseltgenmesini sağlar ve kendisi indirgenir.
5. E “Q=K olduğunda ΔG=0 ve 𝐸=0’dır; başlangıçtaki 𝐸° değeri standart koşulların denge dışında olabilen potansiyelidir.” kanıtı Tuz köprüsü kavramıyla açıklanır: Galvanik hücrede tuz köprüsü iyon göçüyle yarı hücrelerin elektriksel nötrlüğünü korur ve devrenin sürmesini sağlar.

Cu2+ iyonlarının katotta tüketildiği hücrede köprüdeki K+ işaretli izotopla izleniyor. İnceleme kaydındaki belirleyici kanıt şudur: Katot çözeltisindeki pozitif yük azaldıkça K+ iyonları o yarı hücreye göç edip elektriksel nötrlüğü destekler. Karar verirken yalnız anahtar sözcüğü değil; verilen nicelik, işlem, neden-sonuç veya sınır koşulunu Tuz köprüsü odağıyla birlikte sınamak gerekir.

1. A “Katot çözeltisindeki pozitif yük azaldıkça K+ iyonları o yarı hücreye göç edip elektriksel nötrlüğü destekler.” kanıtı Tuz köprüsü kavramıyla açıklanır: Galvanik hücrede tuz köprüsü iyon göçüyle yarı hücrelerin elektriksel nötrlüğünü korur ve devrenin sürmesini sağlar.
2. B “Katot çözeltisindeki pozitif yük azaldıkça K+ iyonları o yarı hücreye göç edip elektriksel nötrlüğü destekler.” kanıtı şu yorumu doğrular: Köprü tuzu elektrot iyonlarıyla çökelek oluştursa da hücreyi etkilemez.
3. C “Katot çözeltisindeki pozitif yük azaldıkça K+ iyonları o yarı hücreye göç edip elektriksel nötrlüğü destekler.” kanıtı İndirgen madde kavramıyla açıklanır: İndirgen madde karşı türe elektron vererek onun indirgenmesini sağlar ve kendisi yükseltgenir.
4. D “Katot çözeltisindeki pozitif yük azaldıkça K+ iyonları o yarı hücreye göç edip elektriksel nötrlüğü destekler.” kanıtı Yükseltgen madde kavramıyla açıklanır: Yükseltgen madde karşı türden elektron alarak onun yükseltgenmesini sağlar ve kendisi indirgenir.
5. E “Katot çözeltisindeki pozitif yük azaldıkça K+ iyonları o yarı hücreye göç edip elektriksel nötrlüğü destekler.” kanıtı Nernst etkisi kavramıyla açıklanır: Hücre potansiyeli standart olmayan koşullarda tepkime bölümüne ve sıcaklığa bağlı olarak standart değerinden sapar.

2Fe3+ + Sn2+ → 2Fe2+ + Sn4+ tepkimesi için Nernst katsayısı seçiliyor. İnceleme kaydındaki belirleyici kanıt şudur: Dengelenmiş yarı tepkimelerde toplam 2 mol elektron aktarıldığı için n=2’dir; çözeltideki toplam iyon katsayıları n yerine geçmez. Karar verirken yalnız anahtar sözcüğü değil; verilen nicelik, işlem, neden-sonuç veya sınır koşulunu Nernst etkisi odağıyla birlikte sınamak gerekir.

1. A “Dengelenmiş yarı tepkimelerde toplam 2 mol elektron aktarıldığı için n=2’dir; çözeltideki toplam iyon katsayıları n yerine geçmez.” kanıtı İndirgen madde kavramıyla açıklanır: İndirgen madde karşı türe elektron vererek onun indirgenmesini sağlar ve kendisi yükseltgenir.
2. B “Dengelenmiş yarı tepkimelerde toplam 2 mol elektron aktarıldığı için n=2’dir; çözeltideki toplam iyon katsayıları n yerine geçmez.” kanıtı Tuz köprüsü kavramıyla açıklanır: Galvanik hücrede tuz köprüsü iyon göçüyle yarı hücrelerin elektriksel nötrlüğünü korur ve devrenin sürmesini sağlar.
3. C “Dengelenmiş yarı tepkimelerde toplam 2 mol elektron aktarıldığı için n=2’dir; çözeltideki toplam iyon katsayıları n yerine geçmez.” kanıtı şu yorumu doğrular: Nernst denkleminde n, çözeltideki toplam iyon molüdür.
4. D “Dengelenmiş yarı tepkimelerde toplam 2 mol elektron aktarıldığı için n=2’dir; çözeltideki toplam iyon katsayıları n yerine geçmez.” kanıtı Yükseltgen madde kavramıyla açıklanır: Yükseltgen madde karşı türden elektron alarak onun yükseltgenmesini sağlar ve kendisi indirgenir.
5. E “Dengelenmiş yarı tepkimelerde toplam 2 mol elektron aktarıldığı için n=2’dir; çözeltideki toplam iyon katsayıları n yerine geçmez.” kanıtı Nernst etkisi kavramıyla açıklanır: Hücre potansiyeli standart olmayan koşullarda tepkime bölümüne ve sıcaklığa bağlı olarak standart değerinden sapar.