Bir öğrenci laboratuvarda farklı metallerle yaptığı deneylerde aşağıdaki gözlemleri kaydediyor:
- Alüminyum, bakır sülfat çözeltisinde bakır metalinin açığa çıkmasını sağlıyor
- Çinko, gümüş nitrat çözeltisinde gümüş metalinin açığa çıkmasını sağlıyor
- Demir, çinko sülfat çözeltisi ile tepkime vermiyor
Buna göre öğrencinin gözlemlerinden çıkarılabilecek aktiflik sıralaması aşağıdakilerden hangisidir?
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, metallerin aktiflik sıralamasını belirlemek için kimyasal tepkimelerdeki gözlemlerden nasıl çıkarım yapacağımızı öğreneceğiz. Bir metalin başka bir metalin tuz çözeltisindeki iyonlarını indirgeyerek o metali açığa çıkarması, o metalin daha aktif olduğu anlamına gelir. Yani, daha aktif bir metal, kendinden daha az aktif bir metali tuz çözeltisinden çıkarabilir. Eğer bir tepkime gerçekleşmiyorsa, tepkimeye giren metal, çözeltideki metalden daha az aktiftir.
Şimdi gözlemleri adım adım inceleyelim:
Gözlem: Alüminyum, bakır sülfat çözeltisinde bakır metalinin açığa çıkmasını sağlıyor.
Anlamı: Alüminyum (Al) metali, bakır sülfat ($CuSO_4$) çözeltisindeki bakır ($Cu^{2+}$) iyonlarını indirgeyerek bakır metalini (Cu) oluşturuyor. Bu durum, Alüminyum'un bakırdan daha aktif olduğunu gösterir.
Çıkarım: $Al > Cu$
Gözlem: Çinko, gümüş nitrat çözeltisinde gümüş metalinin açığa çıkmasını sağlıyor.
Anlamı: Çinko (Zn) metali, gümüş nitrat ($AgNO_3$) çözeltisindeki gümüş ($Ag^+$) iyonlarını indirgeyerek gümüş metalini (Ag) oluşturuyor. Bu durum, Çinko'nun gümüşten daha aktif olduğunu gösterir.
Çıkarım: $Zn > Ag$
Gözlem: Demir, çinko sülfat çözeltisi ile tepkime vermiyor.
Anlamı: Demir (Fe) metali, çinko sülfat ($ZnSO_4$) çözeltisindeki çinko ($Zn^{2+}$) iyonlarını indirgeyemiyor. Bu durum, Demir'in çinkodan daha az aktif olduğunu gösterir. Başka bir deyişle, Çinko, demirden daha aktiftir.
Çıkarım: $Zn > Fe$
Şimdiye kadar elde ettiğimiz aktiflik sıralamaları şunlardır:
Bu çıkarımlara göre, Çinko (Zn) hem Demirden (Fe) hem de Gümüşten (Ag) daha aktiftir. Alüminyum (Al) ise Bakırdan (Cu) daha aktiftir. Ancak Alüminyum ile Çinko arasındaki veya Bakır ile Çinko/Demir/Gümüş arasındaki doğrudan bir ilişkiyi bu gözlemlerden çıkaramıyoruz. Bu durumda, seçenekleri değerlendirirken hem gözlemlerle tutarlılığı hem de genel kimyasal aktiflik serisi bilgisini göz önünde bulundurmalıyız.
Elde ettiğimiz bu kısmi sıralamaları kullanarak verilen seçenekleri inceleyelim. Doğru seçenek, tüm bu gözlemlerle tutarlı olmalıdır. Ayrıca, birden fazla seçenek tutarlı görünse bile, genellikle kimyasal aktiflik serisine en uygun olan ve çelişki içermeyen seçenek doğru kabul edilir.
A) Al > Cu > Zn > Ag > Fe
Bu sıralama $Al > Cu$, $Zn > Ag$ ve $Zn > Fe$ gözlemleriyle tutarlıdır. Ancak bu seçenek, $Cu > Zn$ ilişkisini ima eder ki bu, genel aktiflik serisinde doğru değildir (Çinko, Bakırdan daha aktiftir).
B) Al > Zn > Fe > Cu > Ag
Bu sıralama $Al > Cu$ (çünkü $Al > Zn > Fe > Cu$), $Zn > Ag$ (çünkü $Zn > Fe > Cu > Ag$) ve $Zn > Fe$ gözlemleriyle tamamen tutarlıdır. Ayrıca, bu sıralama metallerin genel aktiflik serisiyle de birebir uyumludur ($Al > Zn > Fe > Cu > Ag$).
C) Al > Zn > Ag > Fe > Cu
Bu sıralama $Al > Cu$, $Zn > Ag$ ve $Zn > Fe$ gözlemleriyle tutarlıdır. Ancak bu seçenek, $Ag > Fe$ ilişkisini ima eder ki bu, genel aktiflik serisinde doğru değildir (Demir, Gümüşten daha aktiftir).
D) Zn > Al > Fe > Ag > Cu
Bu sıralama $Al > Cu$, $Zn > Ag$ ve $Zn > Fe$ gözlemleriyle tutarlıdır. Ancak bu seçenek, $Zn > Al$ ilişkisini ima eder ki bu, genel aktiflik serisinde doğru değildir (Alüminyum, Çinkodan daha aktiftir).
Yukarıdaki değerlendirmelere göre, B seçeneği hem öğrencinin gözlemleriyle tamamen tutarlıdır hem de metallerin genel aktiflik sıralamasıyla uyumlu olan tek seçenektir. Diğer seçenekler, gözlemlerle çelişmese de, genel kimya prensipleriyle çelişen aktiflik ilişkileri içermektedir.
Cevap B seçeneğidir.
