Gümüş nitrat (AgNO₃) çözeltisinin elektrolizi sırasında 0,2 faradaylık yük geçirildiğinde katotta kaç gram gümüş birikir? (Ag: 108 g/mol)
A) 5,4 gSevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım çözerek elektroliz konusunu daha iyi anlayalım. Gümüş nitrat çözeltisinin elektrolizi sırasında katotta biriken gümüş miktarını bulmak için Faraday yasalarını kullanacağız.
Gümüş nitrat ($AgNO_3$) çözeltisi elektroliz edildiğinde, çözeltide $Ag^+$ ve $NO_3^-$ iyonları bulunur. Katot (negatif elektrot) indirgenmenin (elektron alma) gerçekleştiği yerdir. Bu durumda, gümüş iyonları elektron alarak metalik gümüşe indirgenir:
$Ag^+(aq) + e^- \to Ag(s)$
Bu tepkimeye göre, 1 mol gümüş ($Ag$) biriktirmek için 1 mol elektrona ihtiyaç vardır.
Faraday yasasına göre, 1 Faraday (1 F) yük, 1 mol elektronun taşıdığı yüke eşittir. Dolayısıyla, 1 mol elektron geçişi 1 Faraday yüke karşılık gelir.
Yukarıdaki tepkimeden biliyoruz ki, 1 mol $Ag$ biriktirmek için 1 mol elektron gereklidir. Bu da 1 Faraday yüke eşittir.
Soruda, elektroliz sırasında 0,2 Faradaylık yük geçirildiği belirtilmiştir.
Eğer 1 F yük 1 mol $Ag$ biriktiriyorsa,
0,2 F yük, $0,2 \times 1 \text{ mol} = 0,2 \text{ mol } Ag$ biriktirir.
Gümüşün mol kütlesi (Molar mass) $Ag: 108 \text{ g/mol}$ olarak verilmiştir. Biriken gümüşün kütlesini bulmak için mol sayısını mol kütlesi ile çarparız:
Kütle (gram) = Mol sayısı $\times$ Mol kütlesi
Kütle = $0,2 \text{ mol} \times 108 \text{ g/mol}$
Kütle = $21,6 \text{ g}$
Buna göre, katotta 21,6 gram gümüş birikir.
Cevap C seçeneğidir.