12. Sınıf Kimya · 1. Ünite: İndirgenme-Yükseltgenme Tepkimeleri · Elektrokimyasal Hücreler
Standart Hücre Potansiyeli
Bir galvanik pilin ne kadar gerilim üreteceğini önceden hesaplayabilir miyiz? Standart indirgenme potansiyelleri tablosu ve standart hidrojen elektrodu sayesinde, herhangi iki metalden kurulan pilin potansiyelini tek bir formülle belirleyebilir ve tepkimenin kendiliğinden gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini yorumlayabiliriz.
Kazanımlar
- KİM.12.1.4. Standart hidrojen elektrodunun (SHE) yapısını ve referans elektrot olarak 0,00 V kabul edilme nedenini açıklar.
- KİM.12.1.4. Standart indirgenme potansiyelleri tablosunu okuyarak metallerin yükseltgenme-indirgenme eğilimlerini karşılaştırır.
- KİM.12.1.4. E°hücre = E°katot − E°anot formülüyle farklı metal çiftlerinin standart hücre potansiyelini hesaplar.
- KİM.12.1.4. Hesaplanan E°hücre işaretinden tepkimenin istemli ya da istemsiz olduğunu yorumlar.
Konu anlatımı
Neden Bir Referans Elektrot Gerekir?
Standart Hidrojen Elektrodu (SHE)
Standart İndirgenme Potansiyelleri Tablosu
Standart Hücre Potansiyelinin Hesaplanması
Çözümlü Örnekler
Pil Türleri ve Günlük Hayat Uygulamaları
Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları
Anahtar terimler
- Standart Hidrojen Elektrodu (SHE)
- Tüm elektrot potansiyellerinin ölçüldüğü referans yarı hücre; E° = 0,00 V olarak kabul edilir.
- Standart İndirgenme Potansiyeli (E°)
- Bir yarı hücre tepkimesinin standart koşullarda (25 °C, 1 atm, 1 M) SHE'ye göre ölçülen potansiyeli.
- Standart Hücre Potansiyeli (E°hücre)
- Bir galvanik pilin standart koşullarda ürettiği gerilim; E°katot − E°anot ile hesaplanır.
- Anot
- Yükseltgenme tepkimesinin gerçekleştiği elektrot; E° değeri daha küçük olan metal.
- Katot
- İndirgenme tepkimesinin gerçekleştiği elektrot; E° değeri daha büyük olan metal.
- İstemli tepkime
- E°hücre > 0 olan, kendiliğinden gerçekleşen redoks tepkimesi.
- Yoğun özellik
- Madde miktarına bağlı olmayan özellik; E° değeri, tepkime katsayısıyla çarpılmaz.
- Daniell pili
- Zn anot ve Cu katot içeren standart galvanik pil; E°hücre = 1,10 V.
Örnek soru
Standart hidrojen elektrodunda (SHE) platin (Pt) kullanılmasının temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- Hidrojen gaz hâlinde olduğu için elektrot yapılamaz; Pt inert bir metal olarak yüzey sağlar.
- Pt'nin standart indirgenme potansiyeli sıfırdır.
- Pt çözeltide çözünerek elektron aktarımını kolaylaştırır.
- Pt tüm metallerden daha aktif olduğu için referans alınır.
- Pt yalnızca katot olarak görev yapabilir.
Doğru cevap: A
Çözüm
1. Hidrojen ($\text{H}_2$) oda koşullarında gaz hâlinde olduğundan doğrudan bir çubuk/elektrot yapılamaz.
2. Bu nedenle tepkimeye girmeyen (inert) bir metal olan platin (Pt) yüzey olarak kullanılır; $\text{H}_2$ gazı Pt üzerinde adsorplanır.
3. Pt'nin potansiyeli sıfır değildir; sıfır kabul edilen $\text{H}_2/\text{H}^+$ yarı hücresinin kendisidir. Pt çözeltide çözünmez ve hem anot hem katot olarak kullanılabilir.
B şıkkı yanlıştır: sıfır kabul edilen Pt değil, SHE yarı hücre tepkimesidir.