AYT kimya konu anlatımı Test 2

Standart koşullarda;
Zn(k) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(k)
tepkimesi kendiliğinden gerçekleşmektedir. Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Zn, Cu'dan daha aktiftir
B) Zn, indirgendir
C) Cu²⁺, yükseltgendir
D) Zn²⁺/Zn elektrodu, Cu²⁺/Cu elektroduna göre daha pozitif potansiyele sahiptir

Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için öncelikle verilen tepkimeyi dikkatlice inceleyelim ve redoks (yükseltgenme-indirgenme) prensiplerini hatırlayalım.

Verilen tepkime:

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

Bu tepkimenin kendiliğinden gerçekleştiği belirtilmiştir. Kendiliğinden gerçekleşen bir redoks tepkimesinde, elektron veren (yükseltgenen) madde daha aktif, elektron alan (indirgenen) madde ise daha pasiftir.

• Yükseltgenme: Çinko ($Zn$) katısı, $Zn^{2+}$ iyonlarına dönüşürken 2 elektron vermiştir. ($Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-$)
• İndirgenme: Bakır ($Cu^{2+}$) iyonları, 2 elektron alarak bakır ($Cu$) katısına dönüşmüştür. ($Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$)

Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:

• A) Zn, Cu'dan daha aktiftir

  Tepkimede $Zn$ yükseltgenirken, $Cu^{2+}$ indirgenmiştir. Bir metalin aktifliği, elektron verme eğilimi ile doğru orantılıdır. $Zn$, $Cu^{2+}$ iyonlarına elektron vererek yükseltgendiğine göre, $Zn$ metali $Cu$ metalinden daha aktiftir. Bu ifade doğrudur.

• B) Zn, indirgendir

  İndirgen (redüktör), kendisi yükseltgenirken başka bir maddeyi indirgeyen maddedir. $Zn$, elektron vererek yükseltgenmiş ve $Cu^{2+}$ iyonlarını indirgemiştir. Dolayısıyla $Zn$, indirgendir. Bu ifade doğrudur.

• C) $Cu^{2+}$, yükseltgendir

  Yükseltgen (oksidant), kendisi indirgenirken başka bir maddeyi yükseltgeyen maddedir. $Cu^{2+}$ iyonları, elektron alarak indirgenmiş ve $Zn$ metalini yükseltgemiştir. Dolayısıyla $Cu^{2+}$, yükseltgendir. Bu ifade doğrudur.

• D) $Zn^{2+}$/Zn elektrodu, $Cu^{2+}$/Cu elektroduna göre daha pozitif potansiyele sahiptir

  Bir galvanik hücrede kendiliğinden gerçekleşen bir tepkime için hücre potansiyeli ($E^0_{hücre}$) pozitif olmalıdır. Hücre potansiyeli, katot potansiyelinden anot potansiyelinin çıkarılmasıyla bulunur ($E^0_{hücre} = E^0_{katot} - E^0_{anot}$).

  Bu tepkimede $Zn$ yükseltgenerek anot, $Cu^{2+}$ indirgenerek katot görevi görür. Yani, $Cu^{2+}$/Cu elektrodu katot, $Zn^{2+}$/Zn elektrodu ise anottur.

  Bu durumda, $E^0_{hücre} = E^0_{Cu^{2+}/Cu} - E^0_{Zn^{2+}/Zn} > 0$ olmalıdır. Bu eşitsizlik, $E^0_{Cu^{2+}/Cu} > E^0_{Zn^{2+}/Zn}$ anlamına gelir.

  Yani, $Cu^{2+}$/Cu elektrodunun standart indirgenme potansiyeli, $Zn^{2+}$/Zn elektrodunun standart indirgenme potansiyelinden daha büyüktür (daha pozitif veya daha az negatiftir). Örneğin, $E^0_{Cu^{2+}/Cu} = +0.34 V$ ve $E^0_{Zn^{2+}/Zn} = -0.76 V$'dir. Görüldüğü gibi, $+0.34 V$ değeri $-0.76 V$ değerinden daha büyüktür.

  Seçenekte ise $Zn^{2+}$/Zn elektrodunun daha pozitif potansiyele sahip olduğu belirtilmiştir ki bu yanlıştır. $Zn^{2+}$/Zn elektrodu daha negatif (daha az pozitif) potansiyele sahiptir.

  Bu ifade yanlıştır.

Cevap D seçeneğidir.