Elektroliz deneyi yapan bir öğrenci, 9650 coulomb yük kullanarak 0,1 mol X metalini katotta topluyor.
Buna göre X metalinin iyon yükü kaçtır?
Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için elektroliz ve Faraday yasaları hakkındaki bilgilerimizi kullanacağız. Adım adım ilerleyelim:
Soru bize şu bilgileri veriyor:
Kullanılan toplam yük ($Q$): $9650$ coulomb
Katotta toplanan X metalinin mol sayısı ($n_X$): $0.1$ mol
Faraday sabiti ($F$): Elektroliz problemlerinde $1$ mol elektronun taşıdığı yük $96485 \text{ C/mol}$ veya yaklaşık olarak $96500 \text{ C/mol}$ olarak kabul edilir. Bu soruda verilen yük miktarı ile uyumlu olarak $F = 96500 \text{ C/mol}$ değerini kullanacağız.
Elektrik yükü ($Q$), devreden geçen elektron mol sayısı ($n_e$) ve Faraday sabiti ($F$) arasındaki ilişki şu formülle ifade edilir:
$Q = n_e \times F$
Şimdi bilinen değerleri yerine koyalım:
$9650 \text{ C} = n_e \times 96500 \text{ C/mol}$
$n_e = \frac{9650 \text{ C}}{96500 \text{ C/mol}}$
$n_e = 0.1 \text{ mol elektron}$
Yani, katotta $0.1$ mol elektron harcanmıştır.
Katotta X metalinin indirgenme tepkimesi genel olarak şu şekildedir:
$X^{z+}(aq) + z e^- \to X(s)$
Burada '$z$' X metalinin iyon yükünü ve aynı zamanda 1 mol X metali oluşumu için gereken elektron mol sayısını temsil eder.
Tepkimeden anlaşıldığı üzere, $1$ mol X metali oluşması için $z$ mol elektron gereklidir. Öyleyse, toplanan X metali mol sayısı ($n_X$) ile harcanan elektron mol sayısı ($n_e$) arasındaki ilişki şöyledir:
$n_e = z \times n_X$
Şimdi bulduğumuz ve verilen değerleri bu formülde yerine koyalım:
$0.1 \text{ mol elektron} = z \times 0.1 \text{ mol X metali}$
Denklemi '$z$' için çözelim:
$z = \frac{0.1 \text{ mol}}{0.1 \text{ mol}}$
$z = 1$
Bu durumda, X metalinin iyon yükü $1+$'dır.
Cevap A seçeneğidir.
