⚡ Elektrolizde İyonların Hareketi ve Tepkime Önceliği
Elektroliz, bir elektrik akımı kullanılarak iyonik bir bileşiğin (genellikle erimiş halde veya çözelti içinde) kendisini oluşturan elementlere ayrıştırılması işlemidir. Bu süreçte, pozitif yüklü katyonlar negatif elektrot olan katota; negatif yüklü anyonlar ise pozitif elektrot olan anota doğru hareket eder.
🎯 Katotta Toplanma (İndirgenme) Önceliği
Katotta gerçekleşen olay indirgenmedir. Katyonlar burada elektron alarak nötr hale gelir. Hangi katyonun önce indirgeneceği, indirgenme potansiyeli ile belirlenir.
Kural: İndirgenme potansiyeli daha pozitif (daha büyük) olan katyon, elektrottan elektron almaya daha yatkındır ve önce indirgenir.
- ✅ Gümüş (Ag⁺) → En yüksek indirgenme potansiyeline sahip olduğu için her zaman önce indirgenir.
- ✅ Bakır (Cu²⁺) → Gümüş yoksa veya bittiyse bakır iyonları indirgenir.
- ⚠️ Hidrojen (H⁺) → Seyreltik asit çözeltilerinde veya suda H⁺ iyonları, sodyum (Na⁺) veya potasyum (K⁺) gibi aktif metallerin iyonlarından önce indirgenerek hidrojen gazı (H₂) açığa çıkarır.
- ❌ Sodyum (Na⁺), Potasyum (K⁺) → Çok düşük indirgenme potansiyellerine sahiptirler. Sudaki çözeltilerde suyun kendisi indirgenir (H₂ gazı oluşur) ve bu iyonlar indirgenmez.
Özetle Katot Sıralaması (Öncelikli olana göre): Ag⁺ > Cu²⁺ > H⁺ (asidik ortamda) > Pb²⁺ > Sn²⁺ > Fe²⁺ > Zn²⁺ > ... > Na⁺ > K⁺
🎯 Anotta Toplanma (Yükseltgenme) Önceliği
Anotta gerçekleşen olay yükseltgenmedir. Anyonlar veya elektrot burada elektron vererek nötr hale gelir. Hangi türün önce yükseltgeneceği, yükseltgenme eğilimi ile belirlenir.
Kural: Yükseltgenmesi daha kolay olan tür (daha reaktif olan) önce yükseltgenir. Bu, genellikle indirgenme potansiyeli listesinin tersi gibi düşünülebilir.
- ✅ Reaktif Olmayan Elektrotlar (Pt, C/grafit) kullanıldığında:
- 🌀 Halojenür İyonları (Cl⁻, Br⁻, I⁻) → Sülfat (SO₄²⁻) veya nitrat (NO₃⁻) gibi anyonlardan önce yükseltgenirler. Öncelik sırası: I⁻ > Br⁻ > Cl⁻ şeklindedir.
- 💧 OH⁻ (Bazik Ortam) veya Su → Eğer halojenür iyonları yoksa veya çok seyreltikse, suyun kendisi yükseltgenerek oksijen gazı (O₂) açığa çıkar. Bu durum SO₄²⁻ ve NO₃⁻ iyonlarından da önce gerçekleşir.
- ✅ Reaktif Elektrotlar (Cu, Ag, Ni gibi) kullanıldığında:
- ⚒️ Elektrotun metalinin kendisi, anyonlardan (SO₄²⁻, NO₃⁻ gibi) önce yükseltgenerek çözeltiye katyon olarak geçer. Örneğin bakır anot, Cu²⁺ iyonlarına dönüşerek çözünür.
📌 Önemli Uyarılar
- 🔬 İyonların derişimi de tepkime önceliğini etkileyebilir. Çok yüksek derişimler kuralları değiştirebilir.
- 🧪 Elektroliz, erimiş tuzlar için daha basit kurallara sahiptir çünkü suyun iyonları (H⁺ ve OH⁻) devreye girmez. Örneğin, erimiş NaCl elektrolizinde katotta Na metali, anotta ise Cl₂ gazı oluşur.
- 💡 Tepkime önceliklerini doğru belirlemek için, elektrot potansiyelleri tablosuna (E⁰ değerleri) bakmak en güvenilir yoldur.
💎 Örnek: Bakır(II) Sülfat (CuSO₄) Çözeltisinin Elektrolizi (Karbon Elektrotlarla)
Katotta (İndirgenme): Çözeltide Cu²⁺ ve H⁺ (sudan) iyonları vardır. Cu²⁺'nin indirgenme potansiyeli H⁺'den daha pozitif olduğu için bakır metali (Cu) katotta toplanır.
Anotta (Yükseltgenme): Çözeltide SO₄²⁻ ve OH⁻ (sudan) iyonları vardır. OH⁻ iyonlarının yükseltgenmesi (O₂ gazı oluşturması), SO₄²⁻'nin yükseltgenmesinden daha kolay olduğu için anotta oksijen gazı (O₂) açığa çıkar.
