Redoks tepkimeleri, elektron alışverişiyle gerçekleşen kimyasal tepkimelerdir. Günlük hayatta enerji üretiminde, metal işleme gibi alanlarda kullanılırlar.
Yükseltgenme: Elektron kaybetme olayıdır ve değerlik elektronlarının sayısı azalır. İndirgenme: Elektron kazanma olayıdır ve değerlik elektronlarının sayısı artar.
Yükseltgen: Elektron alan maddedir. Kendisi yükseltgenirken karşısındakini indirir. İndirgen: Elektron veren maddedir. Kendisi indirgenirken karşısındakini yükseltir.
Her elementin veya iyonun kendi yükseltgenme basamağı vardır. Bu basamak, elementin veya iyonun sahip olduğu elektron sayısını belirler.
Bir indirgenme-yükseltgenme tepkimesinde, yükseltgenen madde elektron kaybetmekte, indirgenen madde ise elektron kazanmaktadır. Yükseltgenme-yükseltgenme tepkimelerinde elektron alışverişi meydana gelir. Elektronlar bir atom veya iyondan diğerine aktarılır. Yükseltgenme-yükseltgenme tepkimeleri, günlük hayatta sıkça karşılaştığımız tepkimelerdir. Bu tepkimeler, enerji üretiminde, metal işlemede ve kimyasal endüstrisinde kullanılır.
İndirgenme-yükseltgenme tepkimeleri, günlük hayatta sıkça karşılaştığımız tepkimelerdir. Bu tepkimelerde, elektron alışverişi meydana gelir ve elektronlar bir atom veya iyondan diğerine aktarılır. Yükseltgenme-yükseltgenme tepkimeleri, enerji üretiminde, metal işlemede ve kimyasal endüstrisinde kullanılır.
Redoks tepkimeleri, iki tür tepkimenin bir arada gerçekleşmesiyle oluşan kimyasal tepkimelerdir. Bu tepkimelerde, bir madde elektron vererek yükseltgenirken, diğer madde elektron alarak indirgenir. Redoks tepkimelerine örnek olarak, demirin paslanması, gaz sobalarında yanan gaz, metal iyonların elementlere indirgenmesi verilebilir.
Redoks tepkimelerinin denkleştirilmesi, tepkimede yer alan maddelerin yükseltgenme basamaklarının ve elektron sayılarının eşitlenmesiyle yapılır. Redoks tepkimelerinin denkleştirilmesinde şu adımlar izlenir:
Redoks tepkimeleri, günlük hayatımızda birçok alanda kullanılan önemli tepkimelerdir. Bu tepkimeler, enerji üretimi, metalürji, kimya endüstrisi gibi birçok alanda kullanılır.
Redoks Tepkimeleri (Video)Elektrokimyasal piller, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren cihazlardır. Piller, iki yarı hücreden oluşur. Yarı hücreler, bir metal çubuğun kendi katyonunu içeren çözeltiye daldırılması ile hazırlanır. İki yarı hücre, tuz köprüsü ve iletken bir tel yardımıyla birbirine bağlanır. Oluşturulan galvanik hücrede elektrik devresi tamamlandığından devreden akım geçer.
Elektrotlar, elektrik akımını ileten metal veya grafit çubuklardır. Anot, yükseltgenmenin gerçekleştiği elektrottur. Katot, indirgenmenin gerçekleştiği elektrottur. Elektrolit, serbest iyon içeren çözeltidir. Tuz köprüsü, anot ve katot bölmelerinin yük denkliğini korur ve çözeltilerin elektrik akımını iletmesine yardımcı olur.
Pil çalışırken, anot bölmesinde yükseltgenme, katot bölmesinde indirgenme reaksiyonu gerçekleşir. Elektronlar, anottan katoda doğru hareket eder. Bu hareket, elektrik akımının oluşmasına neden olur. Pilin potansiyeli, anot ve katot arasındaki potansiyel farkına eşittir. Pil çalışırken, elektrot kütlesinde değişme olur. Anotta kütle azalırken, katotta kütle artar.
İstemli redoks tepkimeleri, kendiliğinden gerçekleşen tepkimelerdir. Bu tepkimelerde, kimyasal enerji elektrik enerjisine dönüşür. İstemsiz redoks tepkimeleri, kendiliğinden gerçekleşmeyen tepkimelerdir. Bu tepkimelerde, elektrik enerjisi kimyasal enerjiye dönüşür.
Elektrokimyasal piller, günlük hayatımızda birçok alanda kullanılırlar. Bu alanlardan bazıları şunlardır: - Arabaların çalıştırılması - Cep telefonlarının çalıştırılması - Dizüstü bilgisayarların çalıştırılması - LED ampullerin çalıştırılması - Saatlerin çalıştırılması
Elektrokimyasal piller, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren önemli bir araçtır. Piller, günlük hayatımızda birçok alanda kullanılmaktadır.
Youtube Video Linki: Elektrokimyasal Piller Nasıl Çalışır? Diğer Kaynak Linkleri:Elektrokimya, kimyasal tepkimelerin elektriksel enerji üretmek veya tüketmek için kullanılmasıyla ilgilenen bir bilim dalıdır. Elektrokimyada, yükseltgenme ve indirgenme tepkimeleri önemli rol oynar. Yükseltgenme, bir maddenin elektron kaybetmesi, indirgenme ise bir maddenin elektron kazanmasıdır. Elektrot potansiyeli, bir elektrottaki yükseltgenme veya indirgenme eğilimini ölçen bir değerdir. Standart elektrot potansiyeli, bir elektrotun standart hidrojen elektroduna göre yükseltgenme veya indirgenme eğilimini ölçen bir değerdir.
Standart elektrot potansiyeli, bir elektrotun standart hidrojen elektroduna göre yükseltgenme veya indirgenme eğilimini ölçen bir değerdir. Standart hidrojen elektrodu, 1 atm basınçta ve 25 °C sıcaklıkta H2 gazı ve 1 M H+ iyonu içeren bir çözeltiye daldırılmış bir platin elektrottur. Standart hidrojen elektrodunun potansiyeli 0 V olarak kabul edilir.
Bir elektrotun standart elektrot potansiyeli, o elektrotun yükseltgenme veya indirgenme eğilimini belirler. Yüksek standart elektrot potansiyeli olan bir elektrot, güçlü bir yükseltgendir ve düşük standart elektrot potansiyeli olan bir elektrot, güçlü bir indirgendir.
| Yükseltgen | Standart Elektrot Potansiyeli (V) |
|---|---|
| Au3+ | +1.50 |
| Cu2+ | +0.34 |
| H+ | 0.00 |
| Zn2+ | -0.76 |
| Al3+ | -1.66 |
Elektrot potansiyeli, bir elektrottaki yükseltgenme veya indirgenme eğilimini ölçen bir değerdir. Standart elektrot potansiyeli, bir elektrotun standart hidrojen elektroduna göre yükseltgenme veya indirgenme eğilimini ölçen bir değerdir. Yüksek standart elektrot potansiyeli olan bir elektrot, güçlü bir yükseltgendir ve düşük standart elektrot potansiyeli olan bir elektrot, güçlü bir indirgendir.
Youtube videosu: https://www.youtube.com/watch?v=zXzsc0o5UUc Kaynaklar: - [Elektrokimya](https://tr.wikipedia.org/wiki/Elektrokimya) - [Standart elektrot potansiyeli](https://tr.wikipedia.org/wiki/Standart_elektrot_potansiyeli)Elektrokimyasal hücreler, kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren veya elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştüren cihazlardır. Elektrokimyasal hücrelerin temel bileşenleri anot, katot, elektrolit ve tuz köprüsüdür.
Anot, yükseltgenmenin gerçekleştiği elektrottur. Yükseltgenme, bir maddenin elektron kaybetmesi ve oksidasyon sayısının artmasıdır.
Katot, indirgenmenin gerçekleştiği elektrottur. İndirgenme, bir maddenin elektron kazanması ve oksidasyon sayısının azalmasıdır.
Elektrolit, iyonların hareket edebildiği bir çözeltidir. Elektrolit genellikle asit, baz veya tuz çözeltisidir.
Tuz köprüsü, elektrolit çözeltilerini birbirine bağlayan ve iyonların hareketini sağlayan bir yapıdır. Tuz köprüsü genellikle agar-agar veya filtre kağıdı gibi gözenekli bir malzemeden yapılır.
Elektrokimyasal hücreler, yükseltgenme ve indirgenme tepkimelerinin aynı anda gerçekleşmesiyle çalışır. Yükseltgenme tepkimesi anotda, indirgenme tepkimesi ise katotta gerçekleşir. Yükseltgenme ve indirgenme tepkimeleri sırasında elektronlar anottan katoda doğru hareket eder. Bu elektron akımı, elektrokimyasal hücrenin dış devresinde elektrik akımı oluşturur.
Elektrokimyasal hücreler, çalışma prensiplerine göre ikiye ayrılır:
Elektrokimyasal hücrelerin birçok farklı alanda uygulamaları vardır. Bu uygulamalardan bazıları şunlardır:
Elektrokimyasal hücreler, birçok farklı alanda önemli uygulamalara sahip cihazlardır. Elektrokimyasal hücrelerin çalışma prensipleri ve uygulamaları hakkında bilgi sahibi olmak, bu cihazların kullanım alanlarını ve önemini anlamak için önemlidir.
Video Kaynakları * [Elektrokimyasal Hücreler ve Çalışma Prensipleri](https://www.youtube.com/watch?v=8tx8tvIok74) * [Galvanik ve Elektrolitik Hücreler](https://www.youtube.com/watch?v=m4914jdm7MQ) * [Elektrokimyasal Hücrelerin Uygulamaları](https://www.youtube.com/watch?v=g-9i47zjd3k) Diğer Kaynaklar * [Elektrokimya Dersi Notları](http://www.kimya.org.tr/dersnotlari/elektrokimya.pdf) * [Elektrokimyasal Hücreler Hakkında Bilgi](https://www.bilgiustam.com/elektrokimyasal-hucreler-hakkinda-bilgi-edinin/)Pil potansiyeli, bir pilin elektromotor kuvvetidir. Pil potansiyeli, pilin anot ve katot bölmelerindeki yükseltgenme ve indirgenme tepkimelerinin standart potansiyellerinin farkına eşittir. Standart koşullar altında pil potansiyelleri ölçülür. Standard koşullar altında; - Sıcaklık 25 oC veya 298K'dır. - Çözeltilerin derişimi 1 M'dir. - Gazların basıncı 1 atm'dir.
Nernst eşitliği, pil potansiyeli ile anot ve katot bölmelerinde yer alan pozitif yüklü iyon derişimleri arasındaki ilişkiyi verir.
Nernst eşitliği, pil potansiyelinin anot ve katot bölmelerindeki yükseltgenme ve indirgenme tepkimelerinin standart potansiyellerinin farkına eşit olduğunu gösterir.
Diğer kaynaklar:
Derişim pillerinde pozitif yüklü iyon derişiminin az olduğu bölme anot yarı hücresi, pozitif yüklü iyon derişiminin fazla olduğu bölme katot yarı hücresidir. Derişim pillerinde çözeltilerdeki pozitif yüklü iyon derişimlerinin farkı azaldıkça pil potansiyeli azalır ve derişimler eşitlendiğinde sıfırlanır. Bunun sonucunda pil çalışmaz.
Derişim pilleri, iki farklı elektrolit çözeltisinin bir tuz köprüsü ile bağlanmasıyla oluşturulan elektrokimyasal sistemlerdir. Bu pillerde, elektrotlar arasındaki potansiyel farkı, elektrolit çözeltilerindeki pozitif yüklü iyon derişimlerinin farklı olmasından kaynaklanır. Derişim pillerinin çalışma prensibi, iyonların elektrolit çözeltisi içinde hareket ederek elektrotlara ulaşması ve burada yük alışverişi yapmasıdır.
Kaynaklar: Derişim Pilleri - Kimya Concentration Cells (salinity cells)Elektroliz, bir elektrik akımının bir maddeden geçirilmesiyle kimyasal reaksiyonlara neden olan bir süreçtir. Elektroliz, çeşitli amaçlar için kullanılan önemli bir sanayi sürecidir. Örneğin, elektroliz kullanılarak metal rafinasyonu, elektrokaplama ve hidrojen üretimi yapılır.
Elektroliz hücresi, elektrolizin gerçekleştiği cihazdır. Bir elektroliz hücresi, iki elektrot (anot ve katot) ve elektrolit içeren bir çözelti veya erimiş tuz içerir. Anot, elektronların alındığı elektrottur ve katot, elektronların verildiği elektrottur. Elektroliz hücrelerinde anot pozitif, katot negatif yüklü elektrottur. Elektrolit, elektrik akımını ileten maddedir.
Faraday'ın elektrolizle ilgili çalışmaları sonucunda ortaya çıkan kanunlar, elektroliz sırasında geçen akım miktarı ile açığa çıkan madde miktarları arasındaki ilişkiyi açıklar.
Faraday'ın birinci kanununa göre, bir elektroliz devresinden geçen akım miktarı ile elektrotlarda açığa çıkan madde miktarları doğru orantılıdır. Bu orantı, elektrokimyasal eşdeğer ağırlık kavramı ile açıklanabilir. Elektrokimyasal eşdeğer ağırlık, bir maddenin mol kütlesinin tesir değerliğine bölümü olarak tanımlanır. Bir elektroliz devresinden geçen akım miktarı arttıkça, elektrotlarda açığa çıkan madde miktarları da artar.
Faraday'ın ikinci kanununa göre, farklı elektrolitik hücrelerden aynı miktar elektrik akımı geçirildiğinde, elektrotlarda biriken maddelerin eş değer kütleleri birbirine eşittir.
Elektroliz, endüstri, araştırma laboratuvarları ve günlük yaşam dahil olmak üzere birçok alanda kullanılmaktadır. İşte elektrolizin bazı uygulamaları:
Elektroliz, kimyasal reaksiyonlara neden olmak için elektrik akımı kullanan önemli bir endüstriyel işlemdir. Faraday'ın elektroliz kanunları, elektroliz sırasında geçen akım miktarı ile açığa çıkan madde miktarları arasındaki ilişkiyi açıklar. Elektroliz, metal rafinasyonu, elektrokaplama, hidrojen üretimi ve klor üretimi gibi birçok alanda kullanılmaktadır.
Elektroliz, bir maddenin elektrik akımı kullanılarak bileşenlerine ayrıştırılmasıdır. Elektroliz işleminde, madde bir elektroliz kabına konur ve elektroliz kabına iki elektrot yerleştirilir. Elektrotlar, güç kaynağına bağlanır ve güç kaynağı çalıştırılır. Elektrik akımı elektrotlar üzerinden geçerken, maddenin bileşenleri elektrotlarda toplanır.
İletken olmayan maddelerin elektrolizi ise, eriyikleri kullanılarak yapılır. Böyle bir durumda, çözünenin iyonlarının indirgenmesi ve yükseltgenmesiyle maddede ayrışma meydana gelir.
Elektrik akımı anottan katoda doğru akar.
Anotta yükseltgenme tepkimesi meydana gelir.
Elektroliz işlemi, birçok farklı maddeyi bileşenlerine ayırmak için kullanılır. Örneğin:
Elektroliz, birçok endüstriyel uygulamada kullanılır. Örneğin:
Elektroliz işlemi sırasında aşağıdaki tehlikeler oluşabilir:
Bir elektroliz kabında su elektroliz ediliyor. Katotta açığa çıkan gaz hangi gazdır?
Cevap: Hidrojen gazı
Bir elektroliz kabında NaCl elektroliz ediliyor. Anotta açığa çıkan gaz hangi gazdır?
Cevap: Klor gazı
Bir elektroliz kabında Al2O3 elektroliz ediliyor. Katotta açığa çıkan madde hangi maddedir?
Cevap: Alüminyum metal
Korozyon, metal veya alaşımların oksitlenme ya da diğer kimyasal etkilerle aşınması olayına denir. Korozyon sonucunda oluşan demir(II) hidroksit, ortamda yeterli oksijen bulunması durumunda yeniden oksitlenerek Fe2O3 . nH2O (pas) hâline dönüşür. Gümüşün kararması, bakırın mavi-yeşil renk alması da metallerin korozyonuna örnektir.
Korozyon, metal veya alaşımların oksitlenme ya da diğer kimyasal etkilerle aşınması olayına denir. Korozyonun olumsuz etkileri arasında; metallerin ömrünün kısalması, ekonomik kayıplar, insan sağlığının olumsuz etkilenmesi, ürün kaybı ve çevre kirliliği yer alır. Korozyondan korunmak için metal yüzeyler boyanarak veya başka bir metalle kaplanarak hava ve su ile teması kesilebilir. Ayrıca katodik koruma yöntemi uygulanarak korunacak metalden daha aktif bir metal kurban elektrot olarak kullanılabilir.