12. Sınıf Kimya · 1. Ünite: İndirgenme-Yükseltgenme Tepkimeleri · Elektrokimyasal Hücreler
Galvanik Hücreler
Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemlere galvanik (voltaik) hücre adı verilir. Bu konuda, istemli bir redoks tepkimesinin nasıl kontrollü bir elektrik akımı ürettiğini, galvanik hücrenin bileşenlerini ve her birinin görevini, elektron akışı ile iyon göçünün yönlerini makroskobik gözlem, tanecik düzeyi ve sembolik gösterim düzeylerinde inceleyeceğiz.
Kazanımlar
- KİM.12.1.3.a İstemli indirgenme-yükseltgenme tepkimelerinden elektrik enerjisi üretilmesine ilişkin önermeler oluşturur.
- KİM.12.1.3.b Gözleme dayalı olan ve olmayan önermeleri karşılaştırır; hangi bilginin doğrudan gözlemlenebilir, hangisinin tahmine dayalı olduğunu ayırt eder.
- KİM.12.1.3.c Galvanik hücrelere ilişkin makro, alt mikro ve sembolik seviyelerde gözlem verilerinden sonuç çıkarır.
- KİM.12.1.3.ç Galvanik hücrelerin gözlem yapılamayan özelliklerine (elektron akışı, iyon göçü) ilişkin tahminlerde bulunur.
- KİM.12.1.3.d Tahminlerinin geçerliliğini bilimsel bilgilere dayalı sorgular.
Konu anlatımı
Kimyasal Enerjiden Elektrik Enerjisine
İstemli Redoks Tepkimesi ve Enerji Üretimi
Galvanik Hücrenin Bileşenleri
Elektron Akışı ve İyon Göçü
Üç Düzeyde Galvanik Hücre: Makro, Alt Mikro, Sembolik
Zn-Cu Galvanik Hücresi: Adım Adım İnceleme
Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları
Anahtar terimler
- Galvanik hücre
- İstemli bir redoks tepkimesindeki kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren elektrokimyasal düzenek.
- Anot
- Yükseltgenmenin gerçekleştiği yarı hücre; aktif metal elektron vererek çözünür.
- Katot
- İndirgenmenin gerçekleştiği yarı hücre; çözeltideki katyonlar elektron alarak elektrot yüzeyinde birikir.
- Elektrot
- Çözeltiye daldırılan metal çubuk veya levha; yükseltgenme ya da indirgenme tepkimesinin gerçekleştiği yüzey.
- Elektrolit
- İyon içeren çözelti; elektrik akımını iyonlar aracılığıyla iletir.
- Tuz köprüsü
- İki yarı hücre arasında iyon göçünü sağlayarak elektriksel nötralliği koruyan bağlantı elemanı.
- Yarı hücre
- Bir elektrot ve onu çevreleyen elektrolit çözeltisinden oluşan, tek bir yarı tepkimenin gerçekleştiği birim.
- Yarı tepkime
- Bir redoks tepkimesinin yalnızca yükseltgenme veya yalnızca indirgenme kısmını gösteren denklem.
Örnek soru
Galvanik bir hücrede elektronların dış devredeki hareket yönü aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?
- Anottan katota doğru
- Katottan anota doğru
- Tuz köprüsü üzerinden anottan katota
- Elektrolit çözelti içinden katottan anota
- Pil çalıştıkça yön sürekli değişir
Doğru cevap: A
Çözüm
1. Galvanik hücrede anot elektrodunda yükseltgenme olur ve elektronlar serbest kalır.
2. Bu elektronlar dış devre (iletken tel) üzerinden katot elektroduna akar.
3. Katotta ise çözeltideki katyonlar bu elektronları alarak indirgenir.
Doğru cevap A şıkkıdır: Elektronlar daima anottan katota doğru, dış devre üzerinden hareket eder. Tuz köprüsünden elektron geçmez, yalnızca iyonlar göç eder. Yön sürekli değişmez, tek yönlüdür.