12. sınıf Kimya · 1. dönem 1. yazılı · 12.1.2.1
Anot, katot, yarı hücre, tuz köprüsü, inert elektrot, standart hidrojen elektrodu; galvanik ve elektrolitik hücre.
Resmî öğrenme çıktısı
Kimya ve Elektrik · 12.1.2. Elektrotlar ve Elektrokimyasal Hücreler
12.1.2.1. Elektrot ve elektrokimyasal hücre kavramlarını açıklar.
Çinko ve bakır hücresinin parçaları · 8 puan
Şekildeki galvanik hücrede çinko ve bakır elektrotlar kendi iyonlarının 1 M çözeltilerine daldırılmıştır (E°: Zn²⁺/Zn = −0,76 V; Cu²⁺/Cu = +0,34 V).
Anot ve katodu belirleyiniz. Her elektrotta gerçekleşen yarı tepkimeyi yazınız.
Dış devrede elektronların yönünü, tuz köprüsündeki katyon ve anyonların hareket yönünü yazınız. Zaman içinde elektrotların kütlelerinin nasıl değişeceğini belirtiniz.
1.1 tam puan 4
Örnek çözüm
İndirgenme potansiyeli küçük olan Zn anottur: Zn→Zn2++2e− (yükseltgenme). Cu katottur: Cu2++2e−→Cu (indirgenme).
Puanlama
1.2 tam puan 4
Örnek çözüm
Elektronlar dış devrede Zn’den Cu’ya akar. Tuz köprüsünde katyonlar katot kabına (Cu tarafı), anyonlar anot kabına (Zn tarafı) gider. Zn elektrodun kütlesi azalır, Cu elektrodun kütlesi artar.
Puanlama
Yetersiz, yanlış, belirsiz ya da boş bırakılan cevap 0 puandır.
Tuz köprüsünün görevi ve seçimi · 8 puan
Şekildeki galvanik hücrede bir süre sonra tuz köprüsü kaldırılmıştır. Öğrenciler bir sonraki denemede köprü için sulu KCl mi, sulu KNO₃ mü kullanacaklarını tartışmaktadır.
Tuz köprüsünün görevini açıklayınız. Köprü kaldırıldığında voltmetrede ne okunacağını, nedenini de yazarak belirtiniz.
Bu hücrede KCl ve KNO₃’ten hangisinin tuz köprüsünde kullanılması gerektiğini, gerekçesiyle yazınız.
2.1 tam puan 5
Örnek çözüm
Tuz köprüsü iyon hareketiyle çözeltilerdeki yük dengesini korur ve devreyi tamamlar. Anot kabında artı yük, katot kabında eksi yük birikimini önler. Köprü kaldırılırsa çözeltiler arasındaki iyon akışı kesilir, devre açılır ve akım geçmez; voltmetre 0 gösterir.
Puanlama
2.2 tam puan 3
Örnek çözüm
KNO₃ kullanılmalıdır. Köprünün ucu Ag⁺ çözeltisine değdiği için KCl’deki Cl⁻ iyonları bu uçta Ag⁺ ile karşılaşır ve suda çok az çözünen AgCl çökeleği oluşturur. Bu çökelek Ag⁺ derişimini düşürür ve köprünün ucunu tıkayabilir. Nitrat tuzları suda çözündüğü için KNO₃’teki iyonlar çökelek oluşturmaz.
Puanlama
Yetersiz, yanlış, belirsiz ya da boş bırakılan cevap 0 puandır.
Standart hidrojen elektrodu · 10 puan
Standart hidrojen elektrodu, çinko ve bakır yarı hücreleriyle ayrı ayrı bağlanmıştır. Ölçüm sonuçları aşağıda verilmiştir.
| Karşı yarı hücre | Ölçülen voltaj (V) | Elektron akış yönü |
|---|---|---|
| Zn | Zn²⁺ (1 M) | 0,76 | Zn elektrottan hidrojen elektroduna |
| Cu | Cu²⁺ (1 M) | 0,34 | Hidrojen elektrodundan Cu elektroda |
Standart hidrojen elektrodunun standart koşullarını yazınız. Bu elektrotta neden platin kullanıldığını ve neden referans alındığını açıklayınız.
Tablodaki verilerden Zn²⁺/Zn ve Cu²⁺/Cu için standart indirgenme potansiyellerini işaretleriyle belirleyiniz. Her ölçümde hidrojen elektrodunun anot mu katot mu olduğunu yazınız.
3.1 tam puan 5
Örnek çözüm
25 °C sıcaklık, 1 atm H₂ basıncı ve 1 M H⁺ derişimi. Platin tepkimeye girmeyen (inert) bir elektrottur; H₂ ve H⁺ türleri için elektron alışverişi yüzeyi sağlar ve akımı iletir. Tek bir yarı hücrenin potansiyeli doğrudan ölçülemediği için potansiyeli 0,00 V kabul edilen bu elektrot referans alınır.
Puanlama
3.2 tam puan 5
Örnek çözüm
Elektronlar Zn’den hidrojen elektroduna aktığından Zn anot, hidrojen elektrodu katottur: E° (Zn²⁺/Zn) = −0,76 V. Elektronlar hidrojen elektrodundan Cu’ya aktığından Cu katot, hidrojen elektrodu anottur: E° (Cu²⁺/Cu) = +0,34 V.
Puanlama
Yetersiz, yanlış, belirsiz ya da boş bırakılan cevap 0 puandır.
İki tür elektrokimyasal hücre · 9 puan
Bir hücrede bakır ve çinko elektrotlar kullanılarak ampul yakılmıştır. Bir başka hücrede dış güç kaynağı kullanılarak erimiş NaCl’den sodyum ve klor elde edilmiştir. Fe³⁺ ve Fe²⁺ iyonlarının birlikte bulunduğu bir yarı hücrede ise elektrot olarak platin tel seçilmiştir.
Bu iki hücrenin türünü yazınız. Enerji dönüşümü ve tepkimenin istemliliği açısından karşılaştırınız. İki hücrede de yükseltgenmenin hangi elektrotta gerçekleştiğini belirtiniz.
Fe³⁺/Fe²⁺ yarı hücresinde elektrot olarak neden demir değil platin kullanıldığını açıklayınız. Metinde adı geçen Zn, Cu ve Pt elektrotlarını aktif ve inert olarak sınıflandırınız.
4.1 tam puan 5
Örnek çözüm
Birincisi galvanik hücredir: istemli tepkimenin kimyasal enerjisi elektrik enerjisine dönüşür. İkincisi elektrolitik hücredir: dış kaynağın elektrik enerjisi istemsiz bir tepkimeyi gerçekleştirir ve kimyasal enerjiye dönüşür. Her iki hücrede de yükseltgenme anotta, indirgenme katotta gerçekleşir.
Puanlama
4.2 tam puan 4
Örnek çözüm
Yarı tepkimedeki türlerin ikisi de çözeltide iyondur, ortamda katı elektrot türü yoktur. Metalik demir tepkimeye girerek yarı tepkimeyi değiştirebilir. Platin tepkimeye girmeden yalnızca elektron iletir; bu yüzden inert elektrot seçilir. Tepkimede yer alan Zn ve Cu aktif, Pt ise inert elektrottur.
Puanlama
Yetersiz, yanlış, belirsiz ya da boş bırakılan cevap 0 puandır.
Elektrot kütlelerinden hücreyi çözümlemek · 9 puan
Şekildeki hücre bir süre çalıştırılmış ve kuru elektrotların kütleleri tartılmıştır (Ni: 59 g/mol; Ag: 108 g/mol).
| Elektrot | Başlangıç (g) | Son (g) |
|---|---|---|
| Ni | 30,00 | 28,82 |
| Ag | 30,00 | 34,32 |
Tablodaki kütle değişimlerinden anot ve katodu belirleyiniz. Yarı tepkimeleri ve net hücre tepkimesini yazınız.
Her elektrottaki kütle değişiminden dış devreden geçen elektron mol sayısını ayrı ayrı hesaplayarak iki sonucun tutarlı olduğunu gösteriniz.
5.1 tam puan 5
Örnek çözüm
Ni’nin kütlesi azalmıştır; Ni yükseltgenmektedir, anottur. Ag’nin kütlesi artmıştır; Ag⁺ indirgenip birikmektedir, katottur. Ni→Ni2++2e−; Ag++e−→Ag. Net: Ni+2Ag+→Ni2++2Ag.
Puanlama
5.2 tam puan 4
Örnek çözüm
Ni: 1,18 / 59 = 0,02 mol; her Ni 2 elektron verdiğinden 0,04 mol e⁻. Ag: 4,32 / 108 = 0,04 mol; her Ag⁺ 1 elektron aldığından 0,04 mol e⁻. İki değer eşittir.
Puanlama
Yetersiz, yanlış, belirsiz ya da boş bırakılan cevap 0 puandır.
Puanlar sorunun kendi içindeki dağılımını gösterir; örnek kâğıtta bütün sorular birlikte 100 puana ölçeklenir.
Kâğıdın tamamını çözüp kendini puanlamak için bir kâğıt seç.
Sorular resmî sınav sorusu değildir; Unikazan tarafından Ortaöğretim Kimya Dersi Öğretim Programı’na göre örnek olarak hazırlandı. Öğrenme çıktısı metni ÖDSGM konu soru dağılım tablosundan alındı (kaynak).
Ücretsiz ön görüşme
Hemen konuşmak istersen 0432 606 02 26 veya WhatsApp
