Elektroliz

ELEKTROLİZ
Elektrik enerjisi kullanılarak gerçekleştirilen kimyasal tepkimelere Elektroliz denir.
Endotermik ( enerji alan ) tepkimelerdir. Kendiliğinden gerçekleşmez. Elektron alış verişinin yapıldığı tepkimelerdir. Kendiliğinden gerçekleşmez.

Elektrolizde kullanılan terimler:
Elektrolit : Elektrik akımını ileten, elektrolize uğrayan sıvıdır. İyonlardan oluşur. (İyonik bağlı bileşiklerin katıları halde elektrik akımını iletmediği, sıvı halde veya sulu çözeltilerinin ilettiği unutulmamalıdır.)
Elektrot : Elektrik akımını ileten çubuk. Elektrolit ile tepkime vermesi gerekir. Genellikle soy metaller ( Cu, Ag, Pt, Au ) kullanılır.
Katot :
1. Katyonların ((+) yüklü iyonların) gittiği ver.
2. İndirgenmenin ( elektron almanın ) olduğu yer.
3. (-) yüklü çubuk.
Anot :
1. Anyonların (-) yüklü iyonların gittiği yer.
2. Yükseltgenmenin ( elektron vermenin ) olduğu yer.
3. (+) yüklü çubuk.
Not: Anot ve katot un işareti elektroliz ve pilde farklıdır. Bu nedenle anot ve katot işaretleriyle değil gerçekleşen olaylarıyla bilinmelidir. Pil ve elektrolizde anotta daima yükseltgenme olur…



Örnek :1
Al2S3 tuzu sıvılaştırılarak elektroliz ediliyor. Bu olaya ait tepkime denklemlerini yazınız.

Çözüm:
Al2S3 tuzu ısıtılırsa Al2S3(k)  2Al+3(s) + 3S-2(s) denklemine göre sıvılaşarak iyonlarına ayrışır.
Katot tepkimesi: Al+3(s) +3e-  2Al(k)
Anot tepkimesi: S-2(s)  S(k) +2e-
Alınan e- sayısı verilen elektron sayısına eşit olması için katot tepkimesi 2 ile anot tepkimesi 3 ile genişletilmelidir. Genişletilmiş denklemler toplandığında elektroliz denklemi elde edilir.
Elektroliz denklemi: Al2S3(k) 2Al(k) + 3S(k)

Örnek :2
NaCl sıvısının elektroliz denklemini yazınız.

Çözüm:





SUYUN ELKTROLİZİ:
Su çok az da olsa elektrik akımını iletir. Yani çok az da olsa iyonlarına ayrışır ve iyon içerir.
İyonlaşma denklemi: 2H2O(s)  2H+ + 2OH-
Katot tepkimesi : 2H+ + 2e-  H2
Anot tepkimesi : 2OH-  H2O + ½ O2 + 2e-
Net tepkime : H2O(s)  H2(g) + ½ O2(g)

Not: Aynı şartlarda gaz maddelerinin katsayıları arasındaki oran hacimleri arasındaki orana eşittir. 1 hacim H2 gazına karşılık ½ hacim O2 gazı elde edilir.Toplam gaz karışımın ise 2/3 ü H2 gazı 1/3 ü O2 gazıdır.

Soru:
Bir miktar suyun elektrolizinden 10 litre H2 gazı elde edilğine göre kaç litre O2 gazı elde edilir?
Cevap:




Soru:
Bir miktar suyun elektrolizinden 30 litre gaz karışımı elde edilmiştir. Karışımın kaç litresi O2 gazıdır?
Cevap:


Not: H2 ve O2 gaz H2O ise sıvıdır. H2 ve O2 gazları hacminden su hacmi veya elektroliz edilen suyun hacminden H2 ve O2 nin hacmine geçiş yapılamaz. Bu tür hesaplamaları Mol kavramı, denklem katsayılarının yorumu konuları öğrenildikten sonra yapılacaktır.

Ortamda birden fazla katyon veya anyon var ise önce en pasif olan toplanır. Aktiflik sırasının ezberlenmesine gerek yoktur. Gerekiyor ise soruda verilir.


Katyonların aktiflik sırası: Na+>Al+3>H+>Ag+
Anyonların aktiflik sırası: F->NO3->OH->Cl-



Soru:
NaCl tuzunun elektrolizinden hangi gazlar elde edilir?
Cevap:

Soru:
KCl, NaF ve AgNO3 tuzlarının sulu çözeltisi elektroliz ediliyor. Anot ve katotta ilk olarak hangisi toplanır?