Metallerin Asitlere Karşı Davranışı - Metallerin Asitlerle Etkileşimi

Metallerin Asitlere Karşı Davranışı - Metallerin Asitlerle Etkileşimi
Metallerin Asitlere Karşı Davranışı - Metallerin Asitlerle Etkileşimi
Yükseltgenme : M(k) → M2+(aq) + 2 e-
İndirgenme : 2 H+(aq) + 2 e- → H2(g)
----------------------------------------------
Net Tepkime : M(k) + 2 H+(aq) → M2+(aq) + H2(g)

E°pil = E°H+/H2 - E°M2+/M = 0 V - E°M2+/M = - E°M2+/M

Standart potansiyelleri negatif olan metaller yukarıdaki eşitlikte pozitif E°pil değerlerini verirler Bu metaller asidik çözeltilerden H2(g) açığa çıkarmalıdır

E°pil ile K Arasındaki İlişki

ΔG ve E°pil arasında bir ilişki ile ΔG° ve K arasındaki ilişki birleştirilebilir

ΔG° = -RT ln K = -nF E°pil

Ve bu nedenle,

E°pil = (RT / nF) ln K

Yukarıda R nin değeri 8,3145 J mol-1K-1 ve n tepkimede aktarılan elektron sayısını gösterir Sonuç olarak, sıcaklığı 25°C = 298 K olarak belirlediğimizde (elektrot potansiyelleri genellikle bu sıcaklıkta tayin edilir) Bu eşitlikte “RT/F” yerine 0,025693 J/C = 0,025693 V dur

E°pil = (0,025693 V / n) ln K

04 Epil in Derişime Bağımlılığı

ΔG = ΔG° + RT ln Q

ΔG ve ΔG° yerine –nF Epil ve –nF E°pil yerleştirebiliriz

-nF Epil = -nF E°pil + RT ln Q

Her terimi –nF ile bölersek aşağıdaki eşitliğe ulaşırız

E° = E°pil – (RT / nF) ln Q

Yukarıdaki eşitlik Nernst tarafından önerilmiştir Nernst eşitliğini doğal logaritmayı genel logaritmayla değiştirerek elde edebiliriz (ln Q = 2,3026 log Q)

Epil = E°pil – (2,3026RT / nF) log Q

Nernst eşitliğinin son şekli aşağıdaki gibidir

Epil = E°pil – (0,0592 V / n) log Q

Nernst eşitliğindeki Q simgesinde saf katı ve sıvılar için α = 1, gazların etkinlikleri yerine kısmi basınçlar (atm) ve çözelti bileşenlerinin etkinlikleri yerine molariteler kullanılır

Derişim Pilleri

Bir derişim pili aynı elektrotlu fakat farklı iyon derişimli iki yarı-hücreden meydana gelir Elektrotlar aynı olduğundan standart yarı-hücre potansiyelleri sayısal olarak aynı ve biri diğerinden çıkarıldığında E°pil = 0 değerini verir Bununla birlikte iyon derişimlerindeki farklılık yarı-hücreler arasında bir potansiyel farkına sebep olur Bir derişim pilindeki değişme daima derişik çözeltiden daha seyreltik çözelti ve seyreltik çözeltiden daha derişik çözelti oluşturacak yöndedir Bir derişim pilinde elektrik üretimini, karışma işlemindeki entropi artışının doğal eğilimi olarak kullanırızHidrojen elektrotunun yapılması ve kullanılması zordur Pt metal düzeyi özel olarak hazırlanmalı ve korunmalı, gaz basıncı kontrol edilmeli, elektrot kuvvetli yükseltgen ve indirgen maddelerin bulunduğu ortamda asla kullanılmamalıdır Cam elektrot genelde laboratuvar pH metrelerinde kullanılır

Kçç NİN ÖLÇÜLMESİ

Bir derişim pilinin iki yarı-hücresindeki iyonların derişimindeki fark gözlenen Epil e oluşturur Bu aynı zamanda güç çözünen iyonik bileşiklerin Kçç değerlerini belirlenmesini sağlar Aşağıdaki gibi bir derişim pili düşünelim:

Ag(k) | Ag+(doygun AgI) || Ag+(0,100 M) | Ag Epil = 0,417 V

Anotda bir gümüş elektrot, gümüş iyodürün doygun sulu çözeltisine batırılmıştır Katotda ikinci bir gümüş elektrot Ag+ derişimi 0,100 M olan bir çözeltiye daldırılmıştır İki yarı-hücre bir tuz köprüsü ile birleştirilmiş olup, ölçülen pil potansiyeli 0,417 V dur Bu derişim pilinde meydana gelen hücre tepkimesi aşağıdaki gibidir

İndirgenme: Ag+(0,100 M) + e- → Ag(k)
Yükseltgenme : Ag(k) → Ag+(doygun AgI)
--------------------------------------------
Net Tepkime : Ag+(0,100 M) → Ag+(doygun AgI)