Elektrolitik bir hücrede Cu²⁺ iyonları metalik bakıra indirgenmektedir. 3 amper akım 16 dakika 5 saniye uygulandığında katotta kaç gram bakır toplanır? (Cu: 63,5 g/mol, 1 F = 96500 C)
A) 0,95 gMerhaba arkadaşlar, bu elektroliz sorusunu adım adım çözelim. Elektroliz, elektrik enerjisi kullanarak kimyasal bir reaksiyonu gerçekleştirmektir. Bu soruda, bakır iyonlarının (Cu²⁺) metalik bakıra (Cu) indirgenmesini inceleyeceğiz.
Öncelikle devreden geçen toplam yükü (Q) hesaplamamız gerekiyor. Yük, akım (I) ve zamanın (t) çarpımıyla bulunur: $Q = I \cdot t$.
Akımımız 3 amper ve zamanımız 16 dakika 5 saniye. Zamanı saniyeye çevirelim: 16 dakika * 60 saniye/dakika + 5 saniye = 960 + 5 = 965 saniye.
Şimdi yükü hesaplayabiliriz: $Q = 3 \text{ A} \cdot 965 \text{ s} = 2895 \text{ C}$
Bakır iyonlarının indirgenme reaksiyonu şöyledir: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$. Bu, her bir bakır iyonunun (Cu²⁺) metalik bakıra (Cu) dönüşmesi için 2 elektron alması gerektiği anlamına gelir.
Faraday sabiti (F), 1 mol elektronun taşıdığı yük miktarıdır (96500 C/mol). Devreden geçen toplam yükü Faraday sabitine bölerek kaç mol elektron geçtiğini bulabiliriz: $\text{Mol elektron} = \frac{Q}{F} = \frac{2895 \text{ C}}{96500 \text{ C/mol}} = 0,03 \text{ mol}$
İndirgenme reaksiyonuna göre, 2 mol elektron 1 mol bakır oluşturuyor. Bu nedenle, oluşan bakırın mol sayısı, geçen elektron mol sayısının yarısıdır: $\text{Mol bakır} = \frac{0,03 \text{ mol}}{2} = 0,015 \text{ mol}$
Son olarak, oluşan bakırın kütlesini hesaplamak için mol sayısını molar kütle ile çarparız. Bakırın molar kütlesi 63,5 g/mol olarak verilmiş: $\text{Kütle} = \text{Mol} \cdot \text{Molar kütle} = 0,015 \text{ mol} \cdot 63,5 \text{ g/mol} = 0,9525 \text{ g}$
Sonucu yaklaşık olarak 0,95 g olarak buluruz.
Cevap A seçeneğidir.
