Soru:
Bakır (Cu) elektrotlar kullanılarak, bakır (II) sülfat (CuSO₄) sulu çözeltisi elektroliz ediliyor. Anot ve katotta gerçekleşen temel olaylar nelerdir? (Aktif ve inert elektrot farkına dikkat ediniz.)
Çözüm:
💡 Bu örnekte elektrotlar inert (platin, grafit gibi) değil, aktif (bakır) olduğu için kurallar değişir. Çözümü adım adım yapalım:
- ➡️ 1. Adım: Çözeltideki İyonları Belirleyelim. CuSO₄ suda çözündüğünde Cu²⁺ ve SO₄²⁻ iyonları oluşur. Ayrıca suyun H⁺ ve OH⁻ iyonları da vardır.
- ➡️ 2. Adım: Katottaki (İndirgenme) Rekabetini İnceleyelim. Katot hala indirgenmenin olduğu elektrottur. Burada indirgenebilecek iyonlar Cu²⁺ ve H⁺'dır.
Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(k) E⁰ = +0.34 V
2H⁺(aq) + 2e⁻ → H₂(g) E⁰ = 0.00 V
Daha pozitif indirgenme potansiyeline sahip Cu²⁺ iyonu indirgenir. Bu nedenle katotta çözeltiden gelen Cu²⁺ iyonları, bakır katodu üzerinde metalik bakır olarak birikir. (Katot kütlesi artar).
- ➡️ 3. Adım: Anottaki (Yükseltgenme) Rekabetini İnceleyelim. Burada kritik nokta, anotun aktif (bakır) metal olmasıdır. Anotta yükseltgenebilecek türler: Bakır metalinin kendisi (Cu), SO₄²⁻ anyonu ve OH⁻ anyonu (sudan).
Aktif bir metal anot olarak kullanıldığında, anot metali (Cu), anyonlardan (SO₄²⁻ ve OH⁻) çok daha kolay yükseltgenir.
Cu(k) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻ E⁰ = -0.34 V (Yükseltgenme için +0.34 V)
SO₄²⁻ veya suyun yükseltgenmesi için gereken potansiyeller (+1.23 V'den büyük) bakırın yükseltgenme potansiyelinden çok daha yüksektir. Bu nedenle anotta bakır metalinden Cu²⁺ iyonları çözeltiye geçer. (Anot kütlesi azalır).
✅ Sonuç: Katotta: Bakır Birikmesi, Anotta: Bakırın Çözünmesi gerçekleşir. Bu işlem bakır metalinin saflaştırılmasında (rafinasyonunda) kullanılır.
