ELEKTROKİMYA

Kimyasal tepkimelerle pillerden elektrik enerjisi elde edilir. Elektrik enerjisi, elektroliz yardımıyla kimyasal enerjiye dönüştürülür. Redoks tepkimeleri olarak bilinen elektron alış-verişi olan kimyasal tepkimeler de elektrokimya ile incelenir. Özetle;Elektrokimya; kimyasal enerjinin elektrik enerjisine, elektrik enerjisinin de kimyasal enerjiye dönüşümünü inceler.

Biyolojik olay: Canlıların solunumuyla oksijen su ve karbondioksite dönüşür. Fotosentez ile bitkilerde suyun O2’ye dönüştürülmesi Bakteriler ile havadaki azotun kullanılabilir azota (NH4+) dönüştürülmesi

Pil veya Akümülatör; Otomobilinizi veya hesap makinenizi çalıştırmak için gerekli olan elektrik enerjisini sağlayan araç. Elektroliz; Endüstriyel açıdan önemlidir. Alüminyum, bakır gibi ticari öneme sahip metaller saflaştırılır.

Elektrolit: Elektriğin iyon hareketleriyle iletildiği çözeltiye denir Elektrolit: Elektriğin iyon hareketleriyle iletildiği çözeltiye denir. Asit, baz ve tuzların sulu çözeltileri örnek olarak verilebilir. Yarı hücre: Bir metalin, bu metalin tuzunu içeren çözeltiye daldırılmasıyla oluşan hücreye denir. Elektrokimyasal hücre: İki yarı hücrenin uygun bir şekilde birbirine bağlanmasıyla oluşan düzeneğe denir. Elektrot: Elektrokimyasal hücrelerde kullanılan metale denir. Anot: Yükseltgenmenin olduğu elektrot (é verme). Katot: İndirgenmenin olduğu elektrot (é alma).

KİMYASAL DEĞİŞİMLE ELEKTRİK AKIMI ELDESİ

Elektrik akımı oluşmaz. Bakır/Çinko tepkimesinin pil olarak kullanılabilmesi için Çinko metalinin Bakır çözeltisinden ayrı bir kaba konulması gereklidir. Bu tür bir düzenek ancak kaplar arasında bir tuz köprüsü varsa çalışır. Tuz Köprüsü, kaplar arasında iyonik yük dengesini sağlar.

Elektrokimyasal Pil (Volta pili) ANOT KATOT é Anot Çözünüyor

olduğundan çinko metali anotta çözünür. Örnek-1: Zn ve Cu yarı pillerinden standart bir pil hazırlamak için anodu ve katodu belirleyerek, elektronun dış devreden gidiş yönünü belirtiniz. Bu pilin şemasını yazarak potansiyelini hesaplayınız. Zn ve Cu için standart indirgenme potansiyelleri sırasıyla, -0,763 ve 0,337 V’tur. Yükseltgenme pil potansiyeli büyük olan Anot’tur. é’ lar dış devrede Zn elektrottan Cu elektroda doğru gider.

Tepkime kendiliğinden gerçekleşmez. Örnek-2: Bakır metali Cr3+ içeren bir çözeltiye daldırılırsa, bir tepkime olur mu? Pil potansiyelini hesaplayarak tartışınız. Cu ve Cr için indirgenme potansiyelleri sırasıyla, 0,337V ve -0,744V’tur. Tepkime kendiliğinden gerçekleşmez.

Örnek-3: Zn / ZnSO4 // AgNO3 / Ag pilinin yarım pil reaksiyonlarını yazarak tam pil reaksiyonunu çıkarınız. Çözüm:

ELEKTROLİZ

Elektroliz: Elektrik enerjisi yardımıyla bir tepkimenin istenilen yönde oluşturulmasına denir. Sanayide birçok maddenin sentezi elektrolizle gerçekleştirilir. Klor gazı, Al metali, bakırın saflaştırılması, yüzeylerin metalle kaplanması gibi. Birçok metal bileşiklerinin elektrolizinden elde edilir (CuCl2, NaCl, Al2O3 gibi). Kutupların adlandırılması; Pillerde: Anot (-); Katot (+) Elektrolizde : Anot (+); Katot (-)

Elektroliz Uygulama Alanları

Elektrotlarda hangi tepkimenin olacağı seçilen maddelerin indirgenme ve yükseltgenme potansiyellerine bağlıdır. Yükseltgenecek türlerden yükseltgenme potansiyeli, indirgenecek türlerden de indirgenme potansiyeli büyük olan türlerin tepkimeleri gerçekleşir.

KOROZYON

Elementler aralarında bağlar yaparak kararlı bileşikler oluşturduklarında daha düşük enerjili hale geçerler. Bu nedenle Pt, Au, Ag, Cu ve Hg gibi birkaç metal dışında bütün metaller doğada bileşik halinde bulunurlar. Metallerden çeşitli şekillerde faydalanmak için onları elementel hale getiririz ki bu hal onlar için kararsız bir haldir. Metallerin zorla tutuldukları elementel halden kararlı bileşikleri haline dönmeleri olayına korozyon denir. Diğer bir deyişle metalin elektrokimyasal olarak paslanması korozyondur. Mermerin üzerine asit dökülerek aşınması da korozyondur.

Günlük hayatta karşılaşılan elektron transfer tepkimeleri; Korozyon; Redoks tepkimeleriyle oluşur. Kışın yollara kar ve buzu eritmesi için tuz serpilir. Bu ise metal yüzeylerde paslanmaya neden olur.

Soru:Bakırdan imal edilmiş bir kapta AlCl3 çözeltisi saklanabilir mi Soru:Bakırdan imal edilmiş bir kapta AlCl3 çözeltisi saklanabilir mi? (E0 (Cu):+0,52, E0 (Al):-1,66) Cevap: Saklanabilir, tepkime olmaz. Çünkü yükseltgenme eğilimi büyük olan kapta saklanmaz.