Elektrokimya, elektronların transferini ve kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesini içeren reaksiyonları inceleyen Kimya alanıdır.
Piller, cep telefonları, el fenerleri, bilgisayarlar ve hesap makineleri gibi günlük hayatımızda kullanılan birçok cihazın imalatında elektrokimya uygulanmaktadır.
Oksidasyon Reaksiyonları
Elektrokimyada, incelenen reaksiyonlar, redoks. Kaybı ve kazancı ile karakterize edilirler. elektronlar. Bunun anlamı şudur ki elektron transferi bir türden diğerine.
Adından da anlaşılacağı gibi, redoks reaksiyonları iki aşamada gerçekleşir:
- Oksidasyon: Elektron kaybı. Oksidasyona neden olan elemente oksitleyici ajan denir.
- azaltma: Elektron kazancı. İndirgemeye neden olan elemente indirgeyici ajan denir.
Ancak kimin elektron kazanıp kimin kaybettiğini bilmek için elementlerin yükseltgenme sayılarını bilmeniz gerekir. Bu redoks örneğine bakın:
Zn(ler) + 2H+(sulu) → Zn2+(sulu) + H2(g)
Çinko Elementi (Zn2+) iki elektron kaybederek oksitlenir. Aynı zamanda hidrojen iyonunun azalmasına neden oldu. Bu nedenle, indirgeyici ajandır.
(H) iyonu+) indirgenen bir elektron kazanır. Sonuç olarak, çinkonun oksidasyonuna neden oldu. Oksitleyici ajandır.
hakkında daha fazla bilgi Oksidasyon.
Piller ve Elektroliz
Elektrokimya çalışması, pilleri ve elektrolizi içerir. İki süreç arasındaki fark, enerji dönüşümüdür.
- bu hücre kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür, kendiliğinden.
- bu elektroliz elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür, yani kendiliğinden değil.
hakkında daha fazla bilgi Enerji.
Yığınlar
Elektrokimyasal hücre olarak da adlandırılan hücre, redoks reaksiyonunun gerçekleştiği bir sistemdir. Birlikte üreten iki elektrot ve bir elektrolitten oluşur. elektrik. İki veya daha fazla pili birbirine bağlarsak bir pil oluşur.
Elektrot, elektron alışverişini sağlayan katı iletken yüzeydir.
- Oksidasyonun meydana geldiği elektrot, pilin negatif kutbunu temsil eden anot olarak adlandırılır.
- İndirgemenin gerçekleştiği elektrot, pilin pozitif kutbu olan katottur.
Elektronlar anotta serbest bırakılır ve indirgemenin gerçekleştiği katoda giden iletken bir teli takip eder. Böylece elektron akışı anottan katoda doğru gider.
Elektrolit veya tuz köprüsü, elektronları ileten ve sistemdeki sirkülasyonlarına izin veren elektrolit çözeltisidir.
1836'da John Fredric Daniell olarak bilinen bir sistem inşa etti. Daniell Pile. Metalik bir tel ile iki elektrotu birbirine bağladı.
Bir elektrot, sulu bir çinko sülfat çözeltisine (ZnSO) daldırılmış metalik bir çinko levhadan oluşuyordu.4), anodu temsil eder.
Diğer elektrot, bir bakır sülfat çözeltisine (CuSO4) daldırılmış metalik bir bakır plakadan (Cu) oluşuyordu.4), katodu temsil etti.
Katotta bakır indirgenmesi meydana gelir. Bu sırada anotta çinko oksidasyonu gerçekleşir. Aşağıdaki kimyasal reaksiyona göre:
Katot: eşek2+(sulu) + 2e- | → Bakır0(ler)|
anot: Zn0(ler) | → Zn2(sulu) + 2e-|
Genel Denklem: Zn0(ler) + Cu2+(sulu) | → Bakır0(ler) + Zn2+(sulu)|
"|" reaktanlar ve ürünler arasındaki faz farklarını temsil eder.
Elektroliz
bu elektroliz harici bir kaynaktan gelen elektrik akımının geçişi ile kendiliğinden olmayan bir şekilde meydana gelen oksidasyon-redüksiyon reaksiyonudur.
Elektroliz, magmatik veya sulu olabilir.
Magmatik elektroliz, erimiş bir elektrolitten, yani füzyon işlemiyle işlenen bir elektrolizdir.
Sulu elektrolizde kullanılan iyonlaştırıcı çözücü sudur. Sulu çözeltide, elektroliz, inert elektrotlar veya aktif (veya reaktif) elektrotlar ile gerçekleştirilebilir.
uygulamalar
Elektrokimya günlük hayatımızda çok mevcuttur. Bazı örnekler:
- İnsan vücudundaki reaksiyonlar;
- Çeşitli elektronik cihazların imalatı;
- Pillerin şarj edilmesi;
- Elektrokaplama: demir ve çelik parçaların metalik çinko ile kaplanması;
- Kimya endüstrisinde çeşitli uygulama türleri.
Metallerde pas, metalik demirin (Fe) demir katyonuna (Fe) oksidasyonu ile oluşur.2+) hava ve su varlığında. Pası bir tür olarak düşünebiliriz. elektrokimyasal korozyon. Elektrokaplama işlemi yoluyla metalik çinko ile kaplama, demirin hava ile temasını önler.
Egzersizler
1. (FUVEST) - I ve II, standart koşullar altında belirtilen anlamda suda kendiliğinden meydana gelen reaksiyonların denklemleridir.
BEN. Fe + Pb2+ → Fe+2 + Pb
II. Zn + Fe2+ → Zn2+ + Fe
Bu tür reaksiyonlar tek başına veya birlikte analiz edildiğinde, standart koşullar altında,
a) elektronlar Pb'den aktarılır2+ Fe için.
b) Pb ve Zn arasında kendiliğinden reaksiyon oluşmalıdır2+.
c) Zn2+ Fe'den daha iyi oksitleyici olmalı2+ .
d) Zn, Pb'yi kendiliğinden azaltmalıdır2+ Pb'ye.
e) Zn2+ Pb'den daha iyi oksitleyici olmalı2+.
d) Zn, Pb'yi kendiliğinden azaltmalıdır2+ Pb'ye.
2. (Unip) Demir veya çelik nesneler çeşitli şekillerde korozyondan korunabilir:
I) Yüzeyin koruyucu bir tabaka ile kaplanması.
II) Cismi çinko gibi daha aktif bir metalle temas ettirmek.
III) Cismi bakır gibi daha az aktif bir metalle temas ettirmek.
Doğru:
a) sadece ben
b) sadece II.
c) sadece III.
d) sadece I ve II.
e) sadece I ve III
d) sadece I ve II.
3. (Fuvest) Süpermarketlerde yaygın olarak bulunan tipte bir yığında, negatif kutup, çinkonun dış kaplamasından oluşur. Çinkonun negatif kutup olarak işlev görmesine izin veren yarı reaksiyon:
a) Zn+ + ve- → Zn
b) Zn2+ + 2e- → Zn
c) Zn → Zn+ + ve-
d) Zn → Zn2+ + 2e
e) Zn2+ + Zn → 2Zn+
d) Zn → Zn2+ + 2e
