10. Sınıf Kimya MEB Yayınları Ders Kitabı Sayfa 56 Cevapları
Deney 1.3. Suyun Elektrolizi Deneyi – Bilgi İddiaları ve Uygulama Soruları
Bilgi İddiaları:
1. Saf suyun elektrolizinde neden derişik H2SO4 damlatılmıştır? Açıklayınız.
Cevap: Saf su iyonlaşma derecesi çok düşük olduğu için zayıf bir iletkendir. Çözeltiye derişik H2SO4 (sülfürik asit) eklendiğinde ortamdaki iyon derişimi artar, suyun elektrik iletkenliği sağlanır ve elektroliz süreci hızlanır.
2. Anot ve katot elektrotları belirleyiniz.
Cevap: Anot: Oksijen gazının (O2) açığa çıktığı pozitif elektrot. Katot: Hidrojen gazının (H2) açığa çıktığı negatif elektrot.
3. Anot ve katot elektrotlarda meydana gelen değişimlerin tepkime denklemlerini yazınız.
Cevap:
Anot tepkimesi: 2H2O(s) -> O2(g) + 4H+(suda) + 4e-
Katot tepkimesi: 4H2O(s) + 4e- -> 2H2(g) + 4OH-(suda)
Net tepkime denklemi: 2H2O(s) -> 2H2(g) + O2(g)
4. Elektrotlarda açığa çıkan gazların hacimleri arasındaki farklılığın sebebini açıklayınız.
Cevap: Net tepkime denkleminde görüldüğü gibi 2 mol H2O bozunduğunda 2 mol H2 gazı ve 1 mol O2 gazı oluşur. Aynı sıcaklık ve basınçta gazların mol sayıları ile hacimleri doğru orantılı olduğundan, katotta toplanan H2 gazının hacmi anotta toplanan O2 gazının hacminin tam 2 katı olur (VH2 / VO2 = 2/1).
5. Faraday Yasası na göre anot ve katotta toplanması gereken gazların kütlesini hesaplayınız.
Cevap: Devreden geçen elektron mol sayısı (n_e) hesaplanır. Katotta n_H2 = n_e / 2 mol H2 (m_H2 = n_H2 · 2 g/mol), anotta n_O2 = n_e / 4 mol O2 (m_O2 = n_O2 · 32 g/mol) kütlesi elde edilir.
Farklı Durumlara Uygulama:
a. Bu deneyde NaCl ün sulu çözeltisi kullanılsaydı anot ve katotta açığa çıkan maddeler neler olurdu?
Cevap: NaCl sulu çözeltisinde katotta H2O molekülleri Na+ ya göre daha kolay indirgendiği için H2 gazı; anotta ise Cl- iyonları H2O ya göre daha kolay yükseltgendiği için Cl2 gazı açığa çıkardı.
b. Elektroliz hangi alanlarda kullanılabilir?
Cevap: Saf hidrojen ve oksijen gazı eldesinde, sanayide klor ve sodyum hidroksit (kustik) üretiminde, kimyasal maddelerin saflaştırılmasında ve kaplamacılıkta kullanılır.