Alıştırmalar
1. Bir öğrenci bir Petri kabı içerisinde 9 voltluk pil ve inert elektrotlar kullanarak sulu MgBr2(aq) çözeltisinin elektrolizini gerçekleştiriyor. Gözlemler yapıldı ve aşağıdaki veriler kaydedildi:
-
Pilin (-) ucuna iliştirilen elektrotta gaz çıkışı gözlendi. Elektrot etrafında beyaz çökelti oluştu.
-
Pilin (+) ucuna iliştirilen elektrotta da az miktarda gaz çıkışı gözlendi..Elektrot yakınlarında çözelti sarımsı renk aldı. Bu sarımsı renkli çözeltinin bir kaç damlası siklohekzan ile karıştırıldığında, karışımın üst kısmında turuncu bir tabaka oluştur.
-
Tepkimenin gerçekleştiği Petri kabına bir kaç damla fenolftalein damlatıldığında, (-) uçlu elektrot yakınlarında eflatun renk oluşumu gözlendi.
Yukarıdaki gözlemlerin tümünü hesaba katarak meydana gelen redoks tepkimesi eşitliğini yazınız.
Cevap:
Katotta ((-) uç) gerçekleşebilecek olası tepkimeler:
2 H2O + 2 e- H2(g) + 2 OH-(aq) εoind = - 0.83 V ( - 0.42 V pH = 7 de)
Mg+2 + 2 e - Mg(s) εoind = - 2.37 V
Anotta ((+) uç) gerçekleşebilecek olası tepkimeler:
2 Br – (aq) Br2(l) + 2 e- εoind = - 1.07 V
2 H2O O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e- εoind = - 1.23 V ( - 0.81 V pH = 7 de)
Gerçekleşen indirgenme tepkimesi genellikle pozitif (+) εoind ye sahip olandır, ve yükseltgenme tepkimesi genellikle pozitif (+)εoyük ye sahip olandır. Buna göre burada H2O nun katotta indirgendiğini ve Br - (aq) nin anotta yükseltgendiğini tahmin ederiz. Buna rağmen, verilere baktığımızda bir miktar H2O da anotta yükseltgendiğini görmekteyiz. Bu durum çok da şaşırtıcı değildir, çünkü εoyük değerleri bir birine yakındır.
Eksi (-) uçtaki gaz kabarcıkları H2(g) dan dolayıdır ve beyaz çökelti Mg(OH)2(k) dır. (-) Elektrottaki eflatun renk H2O nun indirgenme ürünlerinden biri olan OH – (aq) varlığında bu rengi veren fenolftaleinden kaynaklanır.
(+) Elektrotta oluşan az miktarda gaz kabarcığı O2(g) dır. (+) Elektrottaki diğer ürün ise suda sarımsı renk veren ancak siklohekzan gibi bir organik çözücüde turuncu renk alan Br2 dur. Siklohekzan tabakası üsttedir çünkü yoğunluğu suyunkinden azdır.
______________________________________________________________________________
2. MgBr2(s) eriyiğinin elektroliz edildiğini varsayalım. Meydana gelebilecek tepkimeleri ve tepkime için gerekli minimum emk ‘yı hesaplayınız.
Cevap: Erimiş tuz içerisinde su bulunmamaktadır, o halde sadece tuz iyonları tepkime verebilirler. Buna göre,
-
Mg+2 indirgenir: Mg+2 + 2 e - Mg(s) εoind = - 2.37 V
-
Br – yükseltgenir: 2 Br – (aq) Br2(l) + 2 e_ εoyük = - 1.07 V
Gereken minimum emk - εopil = - (εoind + εoyük) = - (- 2.37 V + - 1.07 V) = + 3.44 V dır.
| 