İki elektroliz hücresi seri bağlanmıştır. Birinci hücrede Ag⁺ iyonları, ikinci hücrede Au³⁺ iyonları indirgenmektedir. Katotta 10,8 gram gümüş toplandığında, ikinci hücrede kaç gram altın toplanır? (Ag: 108 g/mol, Au: 197 g/mol, 1 F = 96500 C)
A) 3,28 gMerhaba arkadaşlar, bu elektroliz sorusunu adım adım çözelim. Elektroliz hücrelerinin seri bağlı olması, her iki hücreden de aynı miktarda yükün (yani aynı sayıda elektronun) geçtiği anlamına gelir. Bu bilgiyi kullanarak soruyu çözebiliriz.
Toplanan gümüşün kütlesi 10,8 gram ve gümüşün molar kütlesi 108 g/mol olarak verilmiş. Mol sayısını bulmak için kütleyi molar kütleye böleriz:
$n_{Ag} = \frac{m_{Ag}}{M_{Ag}} = \frac{10,8 \text{ g}}{108 \text{ g/mol}} = 0,1 \text{ mol}$
Gümüş iyonları (Ag⁺) bir elektron alarak metalik gümüşe (Ag) indirgenir:
$Ag^+ + e^- \rightarrow Ag$
Bu reaksiyondan görüyoruz ki, 1 mol gümüş elde etmek için 1 mol elektron gerekiyor. Dolayısıyla 0,1 mol gümüş için 0,1 mol elektron geçmiştir.
Altın iyonları (Au³⁺) üç elektron alarak metalik altına (Au) indirgenir:
$Au^{3+} + 3e^- \rightarrow Au$
Bu reaksiyona göre, 1 mol altın elde etmek için 3 mol elektron gerekiyor. Seri bağlı hücrelerde aynı miktarda yük geçtiği için, gümüş elektrotunda 0,1 mol elektron geçtiyse, altın elektrotunda da 0,1 mol elektron geçmiştir. Şimdi, 0,1 mol elektron ile kaç mol altın elde edileceğini bulalım:
$n_{Au} = \frac{0,1 \text{ mol } e^-}{3 \text{ mol } e^- / \text{mol } Au} = \frac{1}{30} \text{ mol}$
Altının mol sayısını ($\frac{1}{30}$ mol) ve molar kütlesini (197 g/mol) kullanarak toplanan altının kütlesini hesaplayabiliriz:
$m_{Au} = n_{Au} \times M_{Au} = \frac{1}{30} \text{ mol} \times 197 \text{ g/mol} = \frac{197}{30} \text{ g} \approx 6,57 \text{ g}$
İkinci hücrede toplanan altın miktarı yaklaşık olarak 6,57 gramdır.
Cevap B seçeneğidir
