elektroliz formülü örnekleri

Question

Merhaba! Elektroliz formülleri, elektrik enerjisi kullanarak bir bileşiği (genellikle erimiş veya sulu bir tuzu) kendisini oluşturan elementlerine ayırma işlemini gösterir. Örneğin, suyun elektrolizinde su (H₂O), hidrojen (H₂) ve oksijen (O₂) gazlarına ayrışır. Bu örneklerde formüller, hangi maddelerin kullanıldığını ve hangi ürünlerin oluştuğunu basitçe ifade eder.

Answer 1

🧪 Elektroliz Nedir? Temel Formüller ve Örnekler

Elektroliz, elektrik enerjisi kullanarak kimyasal reaksiyonları başlatma işlemidir. Bu işlem, genellikle iyonik bileşiklerin eritilmiş hallerinde veya sulu çözeltilerinde gerçekleşir. Elektroliz, metallerin saflaştırılmasında, çeşitli kimyasalların üretiminde ve kaplama işlemlerinde yaygın olarak kullanılır.

⚡ Elektroliz Temel Kavramları

• 🔋 Elektrotlar: Elektroliz hücresinde bulunan ve elektrik akımını ileten iletkenlerdir. Anot (pozitif elektrot) ve katot (negatif elektrot) olmak üzere iki çeşidi vardır.
• 🌊 Elektrolit: Elektrik akımını ileten, iyon içeren çözeltidir. Genellikle iyonik bileşiklerin sulu çözeltileri veya erimiş halleri kullanılır.
• 🔄 Redoks Reaksiyonları: Elektroliz, redoks (indirgenme-yükseltgenme) reaksiyonlarına dayanır. Anotta yükseltgenme, katotta ise indirgenme gerçekleşir.

🧮 Elektroliz Formülleri

Elektroliz hesaplamalarında kullanılan temel formüller şunlardır:

• ⚖️ Faraday Yasası: Elektrotlarda oluşan madde miktarının, geçen elektrik yükü miktarıyla doğru orantılı olduğunu ifade eder.

Faraday Yasası Formülü:

m = (Q * M) / (n * F)

Burada:

• ⚖️ m: Elektrotlarda oluşan madde miktarı (gram)
• ⚡ Q: Geçen elektrik yükü (coulomb)
• ⚛️ M: Madde mol kütlesi (g/mol)
• 🔄 n: İyonun yükü (değerlik)
• 🧪 F: Faraday sabiti (96485 C/mol)

Elektrik yükü (Q) ise şu şekilde hesaplanır:

Q = I * t

Burada:

• ⚡ I: Akım şiddeti (amper)
• ⏱️ t: Süre (saniye)

💡 Elektroliz Örnekleri ve Çözümleri

💧 Su Elektrolizi

Su elektrolizinde, su molekülleri elektrik enerjisi yardımıyla hidrojen ve oksijen gazlarına ayrışır.

2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)

Örnek Soru: Su elektrolizinde 10 amperlik akım 1 saat boyunca uygulandığında, katotta kaç gram hidrojen gazı oluşur?

Çözüm:

1. ⏱️ Süreyi saniyeye çevir: t = 1 saat = 3600 saniye
2. ⚡ Elektrik yükünü hesapla: Q = I * t = 10 A * 3600 s = 36000 C
3. ⚛️ Hidrojenin mol kütlesi: M = 2 g/mol (H₂ için)
4. 🔄 Hidrojen iyonunun yükü: n = 2 (H⁺ için)
5. 🧪 Faraday sabitini kullan: F = 96485 C/mol
6. ⚖️ Faraday yasasını uygula: m = (Q * M) / (n * F) = (36000 C * 2 g/mol) / (2 * 96485 C/mol) ≈ 0.373 g

Sonuç: Katotta yaklaşık 0.373 gram hidrojen gazı oluşur.

🥇 Bakır Sülfat (CuSO₄) Elektrolizi

Bakır sülfat çözeltisinin elektrolizinde, bakır iyonları katotta metalik bakıra indirgenirken, anotta oksijen gazı oluşur.

Cu²⁺(aq) + 2e^- → Cu(s) (Katot)

Örnek Soru: Bakır sülfat çözeltisinin elektrolizinde 5 amperlik akım 2 saat boyunca uygulandığında, katotta kaç gram bakır birikir?

Çözüm:

1. ⏱️ Süreyi saniyeye çevir: t = 2 saat = 7200 saniye
2. ⚡ Elektrik yükünü hesapla: Q = I * t = 5 A * 7200 s = 36000 C
3. ⚛️ Bakırın mol kütlesi: M = 63.5 g/mol
4. 🔄 Bakır iyonunun yükü: n = 2 (Cu²⁺ için)
5. 🧪 Faraday sabitini kullan: F = 96485 C/mol
6. ⚖️ Faraday yasasını uygula: m = (Q * M) / (n * F) = (36000 C * 63.5 g/mol) / (2 * 96485 C/mol) ≈ 11.85 g

Sonuç: Katotta yaklaşık 11.85 gram bakır birikir.