Elektrokimyasal Hücre Potansiyeli ve Nernst Eşitliği

ChemistryElectrochemistryOrtaYKS

Yayınlanma:

9.

(Görselde bir galvanik hücre düzeneği bulunmaktadır)

Sol kap: $Fe_{(k)}$ elektrot, $0,001$ M $Fe(NO_3)_3$ çözeltisi.

Sağ kap: $Mg_{(k)}$ elektrot, $0,01$ M $Mg(NO_3)_2$ çözeltisi.

$Mg^{2+}_{(suda)} + 2e^- \rightarrow Mg_{(k)} \quad E^\circ = -2,37 \text{ V}$

$Fe^{3+}_{(suda)} + 3e^- \rightarrow Fe_{(k)} \quad E^\circ = -0,040 \text{ V}$

Yukarıdaki elektrokimyasal hücrenin potansiyeli kaç volttur? (Nernst eşitliğindeki logaritmik terimin katsayısı $0,059/n$ olarak alınacaktır. Burada n, tepkimede aktarılan elektron sayısıdır.)

A) $-2,41$

B) $-2,33$

C) $+2,33$

D) $+2,41$

E) $+2,77$

Soruda görsel içerik var: The image shows a galvanic cell setup with two beakers connected by a salt bridge (Tuz Köprüsü) and an external circuit with a voltmeter. The left beaker contains an iron (Fe) electrode immersed in a $0,001$ M $Fe(NO_3)_3$ solution. The right beaker contains a magnesium (Mg) electrode immersed in a $0,01$ M $Mg(NO_3)_2$ solution. There are handwritten annotations on the image: an 'A' above the iron side, a 'K' above the magnesium side, and some scratch work including $(10^{-3})^2$. Below the diagram, two reduction reactions are provided with their standard potentials ($E^\circ$).

Animasyonlu Video Çözüm

İlk yarısı ücretsiz izlenebilir, tamamı uygulamada.

Adım Adım Yazılı Çözüm

1
Adım 1

Bu soruda, magnezyum ve demir elektrotlarından oluşan bir elektrokimyasal hücrenin potansiyelini Nernst denklemini kullanarak hesaplayacağız.

Elektrokimyasal Hücre Potansiyeli Hesabı

2
Adım 2

İlk olarak hangi elektrotun anot, hangisinin katot olduğunu belirleyelim. Verilen indirgenme potansiyellerine baktığımızda, magnezyumun potansiyeli daha küçüktür. Bu, magnezyumun daha aktif olduğu ve yükseltgeneceği anlamına gelir.

$$E^\circ_{(Mg^{2+}/Mg)} = -2,37\text{ V}$$
$$E^\circ_{(Fe^{3+}/Fe)} = -0,040\text{ V}$$
3
Adım 3

Magnezyum yükseltgenerek anot, demir ise indirgenerek katot görevini üstlenir. Standart pil potansiyelini, katot eksi anot formülüyle hesaplayalım.

$$E^\circ_{pil} = E^\circ_{katot} - E^\circ_{anot}$$
$$E^\circ_{pil} = -0,040 - (-2,37)$$
4
Adım 4

Buradan standart pil potansiyelini artı iki virgül otuz üç volt olarak buluruz.

5
Adım 5

Şimdi net pil tepkimesini yazalım. Alınan ve verilen elektron sayılarını eşitlemek için magnezyum tepkimesini üçle, demir tepkimesini ise ikiyle çarparız. Toplamda altı elektron aktarılır.

Net Pil Tepkimesi (n = 6)

$$3Mg_{(k)} + 2Fe^{3+}_{(suda)} \rightarrow 3Mg^{2+}_{(suda)} + 2Fe_{(k)}$$

Derişimler:

$$[Fe^{3+}] = 0,001\text{ M} = 10^{-3}\text{ M}$$
$$[Mg^{2+}] = 0,01\text{ M} = 10^{-2}\text{ M}$$
6
Adım 6

Derişimler standart olmadığı için Nernst denklemini kullanmalıyız. Formülümüzü yazalım.

$$E_{pil} = E^\circ_{pil} - \frac{0,059}{n} \log Q$$

Çözümün devamı Solvi’de

6 adım daha kilitli. Tamamını animasyonlu ve sesli anlatımla ücretsiz izle.

Fotoğrafını çek, her soruyu böyle çöz.

App Store’dan indir Google Play’den edin

İndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye

100K+Her gün çözülen soru
50K+Öğrenen öğrenci
4.8 ★App Store puanı

Soru Bilgileri

Ders
Chemistry
Konu
Electrochemistry
Zorluk
Orta
Sınav
YKS
Soru Tipi
Çoktan Seçmeli

Her soruyu saniyeler içinde çöz

Fotoğrafını çek, yapay zeka adım adım, sesli ve animasyonlu anlatsın.

App Store’dan indir Google Play’den edin
Solvi
Çözümün devamı uygulamadaİndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye
İndir