Sulu çözeltilerin elektrolizinde anyonların yükseltgenme önceliği ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) SO
42- iyonları OH
- iyonlarından önce yükseltgenir
B) Halojen iyonları OH
- iyonlarından önce yükseltgenir
C) Tüm anyonlar eşit kolaylıkta yükseltgenir
D) NO
3- iyonları Cl
- iyonlarından önce yükseltgenir
Sulu çözeltilerin elektrolizinde, anotta (pozitif elektrot) yükseltgenme (elektron verme) tepkimeleri gerçekleşir. Hangi anyonun yükseltgeneceği, anyonların yükseltgenme potansiyellerine ve bazı durumlarda aşırı gerilim (overpotential) etkisine bağlıdır. Daha kolay yükseltgenen (daha düşük yükseltgenme potansiyeline sahip veya daha yüksek indirgenme potansiyeline sahip) türler öncelikli olarak yükseltgenir.
- Yükseltgenme Önceliği Prensibi: Anotta, yükseltgenme potansiyeli daha büyük olan (yani elektron verme eğilimi daha fazla olan) türler öncelikli olarak yükseltgenir. Sulu çözeltilerde genellikle $OH^-$ iyonları (veya su molekülleri) ile diğer anyonlar arasında bir rekabet vardır.
- Genel Yükseltgenme Sırası (Anottaki Öncelik): Anyonların yükseltgenme kolaylığı genellikle şu sırayı takip eder (en kolaydan en zora doğru, florür hariç):
- $I^-$ (İyodür)
- $Br^-$ (Bromür)
- $Cl^-$ (Klorür)
- $OH^-$ (Hidroksit) / $H_2O$ (Su)
- $NO_3^-$ (Nitrat)
- $SO_4^{2-}$ (Sülfat)
- $F^-$ (Florür - yükseltgenmesi en zor anyonlardan biridir)
Bu sıra, standart yükseltgenme potansiyellerine ve oksijen oluşumu için gereken aşırı gerilime dayanır. Özellikle $O_2$ gazının sudan oluşumu için önemli bir aşırı gerilim gerektiğinden, $Cl^-$ iyonları standart potansiyellerine göre $OH^-$ iyonlarından biraz daha zor yükseltgeniyor gibi görünse de, genellikle $OH^-$ iyonlarından önce yükseltgenirler (özellikle derişik çözeltilerde).
- Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
- A) $SO_4^{2-}$ iyonları $OH^-$ iyonlarından önce yükseltgenir: Yanlıştır. Sülfat iyonları ($SO_4^{2-}$), hidroksit iyonlarından ($OH^-$) çok daha zor yükseltgenir. Genellikle $SO_4^{2-}$ iyonları yerine su/hidroksit yükseltgenerek $O_2$ gazı açığa çıkar.
- B) Halojen iyonları $OH^-$ iyonlarından önce yükseltgenir: Doğrudur. İyodür ($I^-$), bromür ($Br^-$) ve klorür ($Cl^-$) iyonları, hidroksit iyonlarından ($OH^-$) daha kolay yükseltgenir. Bu durum, özellikle $I^-$ ve $Br^-$ için standart potansiyellerle açıkça görülürken, $Cl^-$ için oksijenin aşırı gerilimi nedeniyle geçerlidir. Florür ($F^-$) ise bir istisnadır ve $OH^-$'den çok daha zor yükseltgenir. Ancak "Halojen iyonları" genel bir ifade olduğundan ve $I^-$, $Br^-$, $Cl^-$ bu genellemeye uyduğundan bu ifade doğrudur.
- C) Tüm anyonlar eşit kolaylıkta yükseltgenir: Yanlıştır. Anyonların yükseltgenme kolaylığı, türlerine göre büyük farklılıklar gösterir.
- D) $NO_3^-$ iyonları $Cl^-$ iyonlarından önce yükseltgenir: Yanlıştır. Nitrat iyonları ($NO_3^-$), klorür iyonlarından ($Cl^-$) daha zor yükseltgenir. Genellikle $Cl^-$ iyonları $NO_3^-$ iyonlarından önce yükseltgenir.
Bu bilgilere göre, halojen iyonlarının (özellikle $I^-$, $Br^-$ ve $Cl^-$) $OH^-$ iyonlarından önce yükseltgenmesi genel bir kuraldır.
Cevap B seçeneğidir.
