12 Sınıf Kimya Standart pil potansiyelinin hesaplanması şarkısı

- Standart pil potansiyeli, elektrokimyasal hücrelerde redoks tepkimeleri için elektromotor kuvvetinin, yani elektronların dış devreden geçtiği bir çevrim boyunca yapılan yararlı elektriksel işin bir ölçüsüdür; E°cell olarak gösterilen bu nicelik, 25 °C, 1 M çözelti ve 1 atm basınç gibi standart koşullarda tanımlanır ve yalnızca termodinamik özelliklerden değil, ayrıca yarı hücrelerde gerçekleşen yarım tepkimelerin standart indirgenme potansiyellerinin (E°red) farkından da belirlenir. - Her yarım tepkime için standart indirgenme potansiyeli bir “yükseltme basıncı” gibidir: daha pozitif değere sahip yarım tepkime daha güçlü bir indirgen ajanı temsil eder, dolayısıyla indirgenirken elektronları kazanma eğilimi daha büyüktür; standart koşullarda E°cell, katotta (indirgenme gerçekleşen elektrotta) gerçekleşen indirgenme yarım tepkimesinin E°red değerinden anotta (oksidasyon gerçekleşen elektrotta) yer alan indirgenme yarım tepkimesinin E°red değerini çıkararak bulunur; daha kısa bir ifadeyle E°cell = E°red(katot) − E°red(anot). - Bu tanımın içinde, yarım denklemlerde görülen katsayılar (örneğin n=2, n=1) potansiyeli doğrudan değiştirmez çünkü potansiyel bir yoğunluk/basınç benzeri niceliktir; ancak n değeri yarım tepkimeler arası elektron aktarım sayısını gösterir ve E° ile K ya da ΔG° arasında kurulan ilişkilerde kritik bir parametredir; aynı zamanda E°cell = E°ok(anot) + E°red(katot) yazımında oksidasyon yarım tepkimesinin indirgenme potansiyeli bir eksi işaret alarak katılır. - Elektron transferi sayısını (n) belirlemek için yarım denklemleri uygun katsayılarla düzenlerken, ortamdaki toplam elektron kazanımı ile kaybının eşitlenmesi gerekir; n, hem ΔG° ile E° arasında ΔG° = −nFE° hem de E° ile denge sabiti arasında ΔG° = −RT ln K ilişkisiyle bağlanır; böylece E°cell, K ve ΔG° arasındaki termodinamik köprüyi kurar. - Uygulamada bir sistem için standart koşullarda kutupları belirlemek istediğinizde, verilen yarım tepkimelerin E°red değerlerine göre pozitiften negatife sıralama yaparsınız; pozitif E°red’li bir yarım tepkime indirgenmeye, negatif E°red’li bir yarım tepkime ise genellikle oksidasyona daha yatkındır; dolayısıyla E°red değeri daha yüksek olan katot, daha düşük olan ise anot olur. - Standart potansiyeller toplanabilir mi? Evet, ancak yalnızca toplam elektron sayısı aynı olduğunda toplam denklem için toplam potansiyel bir katsayı ile çarpılmaz; E° bir durum fonksiyonu olduğundan, doğru yön ve doğru yarım tepkimelerle elde edilen toplam tepkimenin E°cell değeri, aynı toplam tepkime için bireştirildiğinde aynı kalır, çünkü n değişse dahi toplam ΔG° aynıdır ve E° = −ΔG°/(nF) ilişkisi düzenlenir. - Sık yapılan hatalar arasında E°red ile E°ok karıştırmak, işaretin yanlış alınması, katsayıların potansiyeli etkilediği yönünde yanlış bir varsayıma saplanmak ve n’nin belirlenmesinde elektron denkliği kurulmadan doğrudan katsayıların toplanması sayılabilir; bu nedenle sistematik bir yöntem izleyerek yarım tepkimeleri yazın, E°red’leri belirleyin, anot ve katot ataması yapın, sonra E°cell = E°red(katot) − E°red(anot) hesaplayın.