Bir metalin standart indirgenme potansiyelini belirlemek için yapılan deneyde,
metal elektrot SHE'ye bağlandığında voltmetre -1,66 V değerini göstermektedir.
Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Metal elektrot katot olarak çalışır
B) Metal iyonları indirgenir
C) Elektronlar SHE'den metal elektroda doğru akar
D) Metal elektrot SHE'den daha kolay oksitlenir
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir metalin standart indirgenme potansiyelini belirlemek için yapılan bir deneyi ve elde edilen voltmetre değerini yorumlamamız isteniyor. Adım adım ilerleyerek doğru cevabı bulalım.
- 1. Deney Düzenlemesini ve Voltaj Değerini Anlayalım:
- Deneyde bir metal elektrot, Standart Hidrojen Elektrotu'na (SHE) bağlanmıştır. SHE, kimyada referans elektrot olarak kullanılır ve standart indirgenme potansiyeli $E^\circ_{SHE} = 0.00 V$ olarak kabul edilir.
- Voltmetre $-1.66 V$ değerini göstermektedir. Bir galvanik hücrede voltmetrenin negatif bir değer göstermesi, genellikle elektrotların kutuplarının (anot/katot) beklendiği veya bağlandığı yönün tersi olduğunu veya hücre reaksiyonunun yazıldığı yönde kendiliğinden olmadığını gösterir. Ancak, potansiyel farkının mutlak değeri $1.66 V$'dir.
- 2. Anot ve Katot Rollerini Belirleyelim:
- Hücre potansiyeli $E_{hücre} = E^\circ_{katot} - E^\circ_{anot}$ formülü ile hesaplanır.
- Eğer voltmetre negatif bir değer gösteriyorsa, bu, metalin SHE'ye göre daha kolay oksitlendiği (elektron verdiği) anlamına gelir. Yani, metal elektrot anot (yükseltgenme yeri), SHE ise katot (indirgenme yeri) olarak çalışır.
- Bu durumda, $E_{hücre} = E^\circ_{indirgenme, SHE} - E^\circ_{indirgenme, Metal}$ olur.
- Voltajın mutlak değeri $1.66 V$ olduğundan ve metalin anot olduğunu bildiğimizden, metalin standart indirgenme potansiyeli $E^\circ_{indirgenme, Metal}$ değeri negatif olmalıdır.
- $1.66 V = 0.00 V - E^\circ_{indirgenme, Metal}$ (Burada $1.66 V$ hücrenin kendiliğinden potansiyelidir, voltmetrenin negatif okuması sadece polariteyi belirtir.)
- Bu durumda, metalin standart indirgenme potansiyeli $E^\circ_{indirgenme, Metal} = -1.66 V$ olarak bulunur.
- 3. Seçenekleri Değerlendirelim:
- A) Metal elektrot katot olarak çalışır
- Metal elektrotun standart indirgenme potansiyeli ($ -1.66 V $) SHE'nin indirgenme potansiyelinden ($ 0.00 V $) daha düşüktür. Daha düşük (daha negatif) indirgenme potansiyeline sahip olan madde daha kolay yükseltgenir ve anot olarak çalışır. Dolayısıyla, metal elektrot anot olarak çalışır. Bu ifade yanlıştır.
- B) Metal iyonları indirgenir
- Metal elektrot anot olarak çalıştığı için, metal atomları yükseltgenerek metal iyonlarına dönüşür ($M \rightarrow M^{n+} + n e^-$). Metal iyonları indirgenmez, aksine oluşur. Bu ifade yanlıştır.
- C) Elektronlar SHE'den metal elektroda doğru akar
- Elektronlar her zaman anottan katota doğru akar. Metal elektrot anot, SHE ise katot olduğu için elektronlar metal elektrottan SHE'ye doğru akar. Bu ifade yanlıştır.
- D) Metal elektrot SHE'den daha kolay oksitlenir
- Metal elektrotun standart indirgenme potansiyeli ($ -1.66 V $) SHE'nin indirgenme potansiyelinden ($ 0.00 V $) çok daha düşüktür. Bir maddenin indirgenme potansiyeli ne kadar düşük (negatif) ise, o madde o kadar kolay yükseltgenir (oksitlenir) ve o kadar güçlü bir indirgeyici ajandır. Bu nedenle, metal elektrot SHE'den daha kolay oksitlenir. Bu ifade doğrudur.
Cevap D seçeneğidir.
