Nernst denklemi soruları AYT

Question

Nernst denklemiyle ilgili AYT sorularında potansiyel değerini hesaplarken hata yapıyorum. Özellikle logaritmik ifadelerde işaret karıştırıyorum ve hangi durumda denklemin nasıl sadeleştiğini tam oturtamadım. Bu konuda pratik yapmam gerektiğini düşünüyorum.

Answer 1

📘 Nernst Denklemi: AYT Kimya için Önemli Bir Konu

Nernst denklemi, elektrokimyasal hücrelerde derişim değişiminin hücre potansiyeline etkisini hesaplamamızı sağlayan temel bir formüldür. Bu konu, AYT Kimya sınavında sıklıkla karşımıza çıkar. 🎯

🧠 Nernst Denklemi Nedir?

Bir elektrokimyasal hücrenin standart olmayan koşullardaki potansiyelini (E) hesaplamak için kullanılır. Denklem şu şekildedir:

\( E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln Q \)

Burada:

• ✅ E: Hücrenin gerçek potansiyeli (V)
• ✅ E⁰: Hücrenin standart potansiyeli (V)
• ✅ R: Gaz sabiti (8.314 J/mol·K)
• ✅ T: Mutlak sıcaklık (K)
• ✅ n: İletilen elektron sayısı
• ✅ F: Faraday sabiti (96500 C/mol)
• ✅ Q: Tepkime katsayısı

🌡️ 25°C'de Basitleştirilmiş Form

Oda sıcaklığında (25°C veya 298 K) ve logaritma 10 tabanına alındığında denklem şu hale gelir:

\( E = E^0 - \frac{0.0592}{n} \log Q \)

Bu form, AYT sorularında en sık karşılaşacağınız haldir. 📌

🔢 Tepkime Katsayısı (Q) Nasıl Yazılır?

Q, bir kimyasal denge ifadesi gibi yazılır, ancak sadece sulu çözelti ve gazların derişimleri/basınçları kullanılır. Katılar ve saf sıvılar Q ifadesinde yer almaz.

Örneğin:

\( Zn(k) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(k) \)

Bu tepkime için Q = \( \frac{[Zn^{2+}]}{[Cu^{2+}]} \) şeklinde yazılır.

💡 Çözümlü Örnek Soru

Soru: \( Zn(k) | Zn^{2+}(0.1 M) || Cu^{2+}(1.0 M) | Cu(k) \) hücresinin 25°C'deki potansiyelini hesaplayınız. (E°_hücre = 1.10 V)

Çözüm:

1. ➡️ Tepkime: \( Zn(k) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Zn^{2+}(aq) + Cu(k) \)
2. ➡️ İletilen elektron sayısı (n) = 2
3. ➡️ Tepkime katsayısı (Q) = \( \frac{[Zn^{2+}]}{[Cu^{2+}]} = \frac{0.1}{1.0} = 0.1 \)
4. ➡️ Nernst Denklemi: \( E = E^0 - \frac{0.0592}{n} \log Q \)
5. ➡️ \( E = 1.10 - \frac{0.0592}{2} \log (0.1) \)
6. ➡️ \( \log(0.1) = -1 \) olduğundan,
7. ➡️ \( E = 1.10 - (0.0296 \times (-1)) \)
8. ➡️ \( E = 1.10 + 0.0296 = 1.1296 \) V

Cevap: Hücre potansiyeli ≈ 1.13 V olarak bulunur.

🚨 AYT'de Dikkat Edilmesi Gerekenler

• 📌 Sıcaklık 25°C değilse, genel formül kullanılmalıdır.
• 📌 Logaritmanın tabanının 10 mu yoksa e mi olduğuna dikkat edin. AYT'de genellikle 10 tabanı kullanılır.
• 📌 Q ifadesini yazarken, denge tepkimesindeki gibi ürünlerin konsantrasyonları paya, girenlerin konsantrasyonları paydaya yazılır.
• 📌 Elektron sayısını (n) doğru belirlemek çok önemlidir. Redoks tepkimesini denkleştirerek bulabilirsiniz.

📚 Pratik Yapmak İçin Soru Tipleri

• 🔢 Verilen bir hücre için E'yi hesaplama
• 🔢 Derişim verilip, E° veya n'yi bulma
• 🔢 E ve E° verilip, bilinmeyen bir iyonun derişimini bulma
• 🔢 Denge anında (E=0) derişim oranını veya denge sabitini (K) bulma

Bu temel bilgiler ve örneklerle Nernst denklemi sorularını rahatlıkla çözebilirsin. Bol bol pratik yapmayı unutma! 👨‍🔬👩‍🔬