ELEKTROTLAR VE ELEKTROKİMYASAL HÜCRELER

*Bu bölümde elektrot, elektrolit, anot ve katot yarı hücreler öğrenilir. Elektrokimyasal pil elemanları ve değişim süreçleri incelenir. Pil tepkimesi ve pil şeması gösterilir.

ELEKTROT, ELEKTROLİT VE YARI HÜCRELER

Tanımlar:

Elektrolit: Redoks tepkimelerinin gerçekleştiği çözeltilerdir.

Elektrot: Elektrolit içine batırılan iletken metal çubuklara denir.

Yarı Hücre: Elektrot ve elektrolitten oluşan sisteme denir.

Anot Yarı Hücresi: Yükseltgenmenin gerçekleştiği yarı hücre.

Anot Elektrot: Yükseltgenmenin gerçekleştiği hücrenin içindeki elektrot.

Katot Yarı Hücresi: İndirgenmenin gerçekleştiği yarı hücre.

Katot Elektrot: İndirgenmenin gerçekleştiği hücrenin içindeki elektrot.

Tuz Köprüsü: Yarı hücrelerdeki yük denkliğinin sağlanması için kullanılan ters u şeklindeki boru

Tuz köprüsünde anyonlar anot yarı hücresine, katyonlar katot yarı hücresine yönlenir.

Elektrokimyasal pilde:

Anotta: Metal atomu e vererek iyon halinde çözeltiye geçer. Katyon derişimi zamanla artar.

Katotta: Metal katyonu e alarak elektrot yüzeyinde katı halde birikir. Katyon derişimi azalır.

ELEKTROKİMYASAL PİL

Kimyasal tepkimeler sonucu elektrik enerjisi üreten sisteme elektrokimyasal pil (galvanik hücre) denir.

Elektrokimyasal pil iki yarı hücre ve içine daldırılmış elektrotlar, iletken tel ve tuz köprüsünden oluşur.

Anot Yarı Hücresi

Yükseltgenme tepkimesi gerçekleşir. Zn katısı elektron vererek katyon haline geçer.

Zn(k)   →     Zn2+(suda)   +   2e

Yarı hücrede katyon derişimi artar. Elektrot kütlesi zamanla azalır.

Katot Yarı Hücresi

İndirgenme tepkimesi gerçekleşir. Cu elektron alarak anyon haline geçer.

Cu2+(suda)   +   2e–        Cu(k)   

Yarı hücrede katyon derişimi artar. Elektrot kütlesi zamanla azalır.

Elektrokimyasal pilde anot ve katot yarı hücresinin özellikleri, bu hücrelerde gerçekleşen olaylar ve pil tepkimesi aşağıdaki gibidir.

Anot Yarı Hücresi

  • İşareti negatiftir.
  • Yükseltgenme gerçekleşir.
  • Elektrot kütlesi zamanla azalır.
  • Elektrolitte katyon derişimi zamanla artar.
  • Dış devrede elektron akışı anottan katota doğrudur.
  • Tuz köprüsünde anyonlar anot yarı hücresine geçer.

Elektrokimyasal pilde anot ve katot yarı hücresinin özellikleri, bu hücrelerde gerçekleşen olaylar ve pil tepkimesi aşağıdaki gibidir.

Katot Yarı Hücresi

  • İşareti pozitiftir.
  • İndirgenme gerçekleşir.
  • Elektrot kütlesi zamanla artar.
  • Elektrolitte katyon derişimi zamanla azalır.
  • Elektrik akımı katottan anota doğrudur.
  • Tuz köprüsünde katyonlar katot yarı hücresine geçer.

Elektrokimyasal pilde anot ve katot yarı hücresinin özellikleri, bu hücrelerde gerçekleşen olaylar ve pil tepkimesi aşağıdaki gibidir.

Pil Tepkimesi

Yarı hücrelerdeki tepkimeler taraf tarafa toplanır ve pil tepkimesi elde edilir.

Pil Şeması

Anot sol tarafa, katot sağ tarafa yazılır. Faz sınırı “/” sembolüyle, tuz köprüsü ise “//” sembolüyle gösterilir.

Zn-Cu Elektrokimyasal pilinin şematik gösterimi aşağıdaki gibidir: