Nikel (Ni²⁺/Ni) ve gümüş (Ag⁺/Ag) elektrotlardan oluşan bir pilde, her iki yarı hücrenin derişimi 1 M'dır. Standart elektrot potansiyelleri: E°(Ni²⁺/Ni) = -0,25 V, E°(Ag⁺/Ag) = +0,80 V'dir. Bu pilin toplam tepkimesi aşağıdakilerden hangisidir?
A) Ni + 2Ag⁺ → Ni²⁺ + 2Ag
B) Ni²⁺ + 2Ag → Ni + 2Ag⁺
C) Ni + Ag⁺ → Ni²⁺ + Ag
D) Ni²⁺ + Ag → Ni + Ag⁺
Sevgili öğrenciler, bu tür elektrokimya sorularını çözerken, öncelikle hangi elektrodun anot (yükseltgenme) ve hangi elektrodun katot (indirgenme) olacağını belirlememiz gerekir. Bunu belirledikten sonra yarı tepkimeleri yazar ve elektronları denkleştirerek net pil tepkimesini elde ederiz.
- Adım 1: Anot ve Katodu Belirleme
Bir galvanik (voltaik) pilde, standart indirgenme potansiyeli ($E^\circ$) daha büyük (daha pozitif) olan madde indirgenir ve katot görevi görür. Standart indirgenme potansiyeli daha küçük (daha negatif) olan madde ise yükseltgenir ve anot görevi görür.
- Verilen standart indirgenme potansiyelleri:
- $E^\circ(\text{Ni}^{2+}/\text{Ni}) = -0,25 \text{ V}$
- $E^\circ(\text{Ag}^{+}/\text{Ag}) = +0,80 \text{ V}$
- Gümüşün indirgenme potansiyeli ($+0,80 \text{ V}$) nikelin indirgenme potansiyelinden ($-0,25 \text{ V}$) daha büyük olduğu için, gümüş iyonları indirgenecek ve gümüş elektrot katot olacaktır.
- Nikel ise yükseltgenecek ve anot olacaktır.
- Adım 2: Yarı Tepkimeleri Yazma
- Anot Tepkimesi (Yükseltgenme): Nikel metal yükseltgenerek nikel iyonlarına dönüşür ve elektron verir.
- $\text{Ni}(s) \rightarrow \text{Ni}^{2+}(aq) + 2e^-$
- Katot Tepkimesi (İndirgenme): Gümüş iyonları elektron alarak gümüş metaline indirgenir.
- $\text{Ag}^{+}(aq) + e^- \rightarrow \text{Ag}(s)$
- Adım 3: Elektronları Denkleştirme
Net pil tepkimesini elde etmek için, anot ve katot tepkimelerinde alınan ve verilen elektron sayılarının eşit olması gerekir. Anot tepkimesi 2 elektron verirken, katot tepkimesi 1 elektron alır. Bu nedenle, katot tepkimesini 2 ile çarpmamız gerekir.
- Anottaki yükseltgenme: $\text{Ni}(s) \rightarrow \text{Ni}^{2+}(aq) + 2e^-$
- Katottaki indirgenme: $2 \times (\text{Ag}^{+}(aq) + e^- \rightarrow \text{Ag}(s))$
- Yani: $2\text{Ag}^{+}(aq) + 2e^- \rightarrow 2\text{Ag}(s)$
- Adım 4: Net Pil Tepkimesini Yazma
Denkleştirilmiş yarı tepkimeleri toplayarak ve elektronları sadeleştirerek net pil tepkimesini elde ederiz.
- $\text{Ni}(s) + 2\text{Ag}^{+}(aq) + 2e^- \rightarrow \text{Ni}^{2+}(aq) + 2e^- + 2\text{Ag}(s)$
- Elektronlar sadeleştirildiğinde net pil tepkimesi:
- $\text{Ni}(s) + 2\text{Ag}^{+}(aq) \rightarrow \text{Ni}^{2+}(aq) + 2\text{Ag}(s)$
- Adım 5: Seçeneklerle Karşılaştırma
Bulduğumuz net pil tepkimesi $\text{Ni} + 2\text{Ag}^{+} \rightarrow \text{Ni}^{2+} + 2\text{Ag}$ şeklindedir. Bu tepkime A seçeneği ile tamamen aynıdır.
Cevap A seçeneğidir.
