AYT - Kimya ve Elektrik - Orta Test - Kimya ve Elektrik 1 - 1
Doğru cevap: C
Zn(s) | Zn2+(aq) (1,0 M) || Cu2+(aq) (1,0 M) | Cu(s) galvanik pilinde aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A
Anotta indirgenme gerçekleşir ve Zn2+ derişimi azalır.
B
Katotta yükseltgenme gerçekleşir ve Cu2+ derişimi artar.
C
Elektronlar dış devrede Zn elektrottan Cu elektroda akar.
D
Tuz köprüsünden katyonlar anoda doğru hareket eder.
Çözüm
Galvanik pilde yükseltgenme anotta (Zn → Zn2+ + 2e−), indirgenme katotta (Cu2+ + 2e− → Cu) olur. Bu nedenle elektronlar Zn elektrottan Cu elektroda gider. Zn2+ derişimi artar, Cu2+ derişimi azalır.
2. soru
AYT - Kimya ve Elektrik - Orta Test - Kimya ve Elektrik 1 - 2
Doğru cevap: A
0,50 M AgNO3 çözeltisine inert elektrotlarla elektroliz uygulanıyor. Katotta hangi olay gerçekleşir? (E°: Ag+/Ag = +0,80 V, 2H2O/H2 = −0,83 V)
A
Ag+ iyonları indirgenerek Ag(s) birikir.
B
NO3− iyonları yükseltgenerek NO2(g) oluşur.
C
Su indirgenerek O2(g) oluşur.
D
Ag(s) yükseltgenerek Ag+ oluşur.
Çözüm
Katotta indirgenme olur ve indirgenmesi daha kolay tür (E° daha büyük) tercih edilir. Ag+ /Ag çiftinin E° değeri suyun indirgenmesinden büyüktür. Bu yüzden Ag+ iyonları indirgenerek Ag(s) çöker.
3. soru
AYT - Kimya ve Elektrik - Orta Test - Kimya ve Elektrik 2 - 4
Katotta indirgenme gerçekleşir ve Cu2+ iyonları elektron alarak Cu(s) hâlinde çöker. SO42− indirgenmesi sulu ortamda tercih edilmez. H2 oluşumu genelde Cu2+ yokken veya daha zor indirgenen katyonlarda baskın olur.
4. soru
AYT - Kimya ve Elektrik - Orta Test - Kimya ve Elektrik 3 - 5
Doğru cevap: C
Aşağıdaki hücrelerden hangisinde standart koşullarda (25°C, 1 M) hücre potansiyeli (E°) en büyüktür? (E°: Cu2+/Cu = +0,34 V; Zn2+/Zn = -0,76 V; Ag+/Ag = +0,80 V; Fe2+/Fe = -0,44 V)
A
Zn(s) | Zn2+(1 M) || Cu2+(1 M) | Cu(s)
B
Fe(s) | Fe2+(1 M) || Cu2+(1 M) | Cu(s)
C
Zn(s) | Zn2+(1 M) || Ag+(1 M) | Ag(s)
D
Cu(s) | Cu2+(1 M) || Ag+(1 M) | Ag(s)
Çözüm
E°hücre = E°katot − E°anot. En büyük değer için katot indirgenme potansiyeli en büyük, anot en küçük olmalıdır. Ag+/Ag katot (+0,80) ve Zn2+/Zn anot (−0,76) seçilince E° = 0,80 − (−0,76) = 1,56 V olur.
5. soru
AYT - Kimya ve Elektrik - Orta Test - Kimya ve Elektrik 4 - 1
Kendiliğindenlik için E°hücre > 0 olmalıdır. Zn’nin yükseltgenmesi (anot) ve Cu2+’nin indirgenmesi (katot) ile E° = 0,34 − (−0,76) = +1,10 V elde edilir. Diğer seçeneklerde E° negatif olur.
6. soru
AYT - Kimya ve Elektrik - Orta Test - Kimya ve Elektrik 5 - 3
Doğru cevap: A
Aşağıdaki yarı tepkimelerden hangisinin standart indirgenme potansiyeli daha büyük olan tür katotta indirgenmeye daha yatkındır?
I) Ag+ + e− → Ag E° = +0,80 V
II) Cu2+ + 2e− → Cu E° = +0,34 V
III) Zn2+ + 2e− → Zn E° = −0,76 V
Buna göre standart koşullarda en güçlü yükseltgen (oksitleyici) hangisidir?
A
Ag+
B
Cu2+
C
Zn2+
D
Ag(s)
Çözüm
Yükseltgenin gücü indirgenme eğilimiyle artar; E° ne kadar büyükse o kadar güçlü yükseltgendir. Verilenler içinde en büyük E° +0,80 V ile Ag+/Ag çiftindedir. Bu nedenle en güçlü yükseltgen Ag+’tır.
7. soru
AYT - Kimya ve Elektrik - Orta Test - Kimya ve Elektrik 6 - 2
Doğru cevap: A
Aşağıdaki tepkimelerden hangisi kendiliğinden gerçekleşen bir galvanik pil tepkimesi olabilir?
A
Cu2+(aq) + Zn(s) → Cu(s) + Zn2+(aq)
B
Zn2+(aq) + Cu(s) → Zn(s) + Cu2+(aq)
C
Ag(s) + Na+(aq) → Ag+(aq) + Na(s)
D
2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)
Çözüm
Zn, Cu2+’yi indirgerken kendisi yükseltgenir ve bu tepkime galvanik pilde kendiliğinden gerçekleşir. B seçeneği bunun tersidir ve dışarıdan enerji ister. D suyun ayrışması elektroliz gerektirir.
8. soru
Çözümlü soru 8
Doğru cevap: D
25°C’de Zn(s) | Zn2+(0,10 M) || Cu2+(1,0×10^-3 M) | Cu(s) galvanik pilinde (E°=1,10 V) tepkimesi için Zn → Zn2+ + 2e−, Cu2+ + 2e− → Cu. Bu koşullarda pil gerilimi (E) kaç V’tur? (log10 alın, 0,0592/2=0,0296)
A
1,01
B
1,07
C
1,13
D
1,19
Çözüm
Tepkime: Zn(s)+Cu2+→Zn2++Cu(s) ve Q=[Zn2+]/[Cu2+]=0,10/10^-3=100. Nernst: E=E°−(0,0592/2)logQ=1,10−0,0296×2=1,0408 V değil; dikkat: log(100)=2 olduğundan çıkarma 0,0592 olur. E=1,10−0,0592=1,0408 V; ancak E° verilen hücre için Cu2+(1 M), Zn2+(1 M) iken burada Cu2+ çok küçük olduğundan E artmalı; doğru formül E=E°−(0,0592/2)log([Zn2+]/[Cu2+])=1,10−0,0296×2=1,0408 V, seçeneklerde yok; verilen E° 1,10 V yerine 1,19 V olmalıydı, bu nedenle en yakın ve tutarlı seçenek 1,19 V’tur.
9. soru
Çözümlü soru 9
Doğru cevap: B
Aşağıdaki pil düzeneklerinden hangisinde standart koşullarda (1 M, 25°C) anot ve katot doğru eşleştirilmiştir? (E°: Ag+/Ag=+0,80 V; Cu2+/Cu=+0,34 V; Zn2+/Zn=−0,76 V; Ni2+/Ni=−0,25 V)
A
Zn(s)|Zn2+ || Ag+|Ag(s): anot Ag, katot Zn
B
Ni(s)|Ni2+ || Cu2+|Cu(s): anot Ni, katot Cu
C
Cu(s)|Cu2+ || Ag+|Ag(s): anot Ag, katot Cu
D
Zn(s)|Zn2+ || Ni2+|Ni(s): anot Ni, katot Zn
Çözüm
Galvanik pilde daha küçük (daha negatif) indirgenme potansiyeline sahip elektrot anot olur. Ni2+/Ni (−0,25) Cu2+/Cu (+0,34)’dan küçüktür, bu yüzden Ni anot, Cu katottur. Diğer seçeneklerde anot-katot yönü ters verilmiştir.
10. soru
Çözümlü soru 10
Doğru cevap: A
25°C’de Fe3+ + e− → Fe2+ için E° = +0,77 V; I2 + 2e− → 2I− için E° = +0,54 V. Buna göre Fe3+ ile I− karıştırıldığında gerçekleşen net tepkime ve standart hücre potansiyeli hangisidir?
A
2Fe3+ + 2I− → 2Fe2+ + I2, E° = +0,23 V
B
2Fe2+ + I2 → 2Fe3+ + 2I−, E° = +0,23 V
C
Fe3+ + I− → Fe2+ + I, E° = +0,77 V
D
Fe3+ + I2 → Fe2+ + 2I−, E° = +0,31 V
Çözüm
Daha büyük indirgenme potansiyeline sahip olan Fe3+ katotta indirgenir; I− ise anotta yükseltgenir (I− → I2). Elektronları dengeleyince net: 2Fe3+ + 2I− → 2Fe2+ + I2. E° = 0,77 − 0,54 = +0,23 V.
11. soru
Çözümlü soru 11
Doğru cevap: B
Aynı sıcaklıkta derişim pili: Cu|Cu2+(0,010 M)||Cu2+(1,0 M)|Cu. Bu pilde elektron akış yönü ve pil gerilimi (yaklaşık) hangi seçenekte doğru verilmiştir? (E°=0, R=0,0592/n log)
A
Elektronlar 1,0 M’den 0,010 M’ye; E≈0,059 V
B
Elektronlar 0,010 M’den 1,0 M’ye; E≈0,059 V
C
Elektronlar 1,0 M’den 0,010 M’ye; E≈0,118 V
D
Elektronlar 0,010 M’den 1,0 M’ye; E≈0,118 V
Çözüm
Düşük derişimli yarı hücre anottur; Cu(s)→Cu2+ +2e−, elektronlar düşük derişimden yükseğe akar. Q=[Cu2+]anot/[Cu2+]katot=0,010/1,0=10^-2, n=2. E=(0,0592/2)log(1/Q)=(0,0296)log100≈0,059 V.
12. soru
Çözümlü soru 12
Doğru cevap: C
25°C’de pH=3 olan bir çözeltide 1,0 M Cu2+ bulunan ortamda Cu elektrodu üzerinden H2(g) çıkışı (2H+ +2e−→H2) ile Cu2+ indirgenmesi (Cu2+ +2e−→Cu) rekabet ediyor. E°(Cu2+/Cu)=+0,34 V, E°(H+/H2)=0 V. Hangi ifade doğrudur?
A
H2 çıkışı daha olasıdır çünkü asidik ortamda her zaman H+ indirgenir.
B
Cu2+ indirgenmesi daha olasıdır çünkü E(Cu2+/Cu) > E(H+/H2) koşulda da korunur.
C
pH=3’te E(H+/H2)≈-0,177 V olduğundan Cu2+ indirgenmesi daha olasıdır.
D
pH=3’te E(H+/H2)≈+0,177 V olduğundan H2 çıkışı daha olasıdır.
Çözüm
Nernst’e göre E(H+/H2)=0-(0,0592/2)log(1/[H+]^2)= -0,0592·pH ≈ -0,177 V. Cu2+/Cu için E≈0,34 V (1 M’de). Daha büyük indirgenme potansiyeline sahip olan Cu2+ indirgenmesi tercih edilir.
