Örnekler

ÖRNEKLER
Ref: Enstrümantal Analiz
ÖRNEK: 1
Bir redoks reaksiyonunun hücre diyagramıyla tanımlanması
Aluminyum metali, sulu çözeltide çinko (2) iyonlarıyla yer değiştirir.
a. Yükseltgenme, indirgenme ve toplam reaksiyonları yazın.
b. Bu reaksiyonun gerçekleştiği bir voltaik hücredeki hücre diyagramını gösterin.
Çözüm:
a. İki yarı-eşitlik:
Anot; yükseltgenme: Al (k) Al +3 (sulu) + 3 e -
Katot; indirgenme: Zn +2 (sulu) + 2 e - Zn (k)
Yükseltgenme ve indirgenme reaksiyonlarındaki elektron sayıları eşit değildir;
toplam reaksiyonu yazabilmek için önce elektron sayılarının eşitliği sağlanır.
Anot; yükseltgenme: 2 Al (k) 2 Al +3 (sulu) + 6 e -
Katot; indirgenme: 3 Zn +2 (sulu) + 6 e - 3Zn (k)
Toplam reaksiyon: 2 Al (k) + 3 Zn +2 (sulu) 2 Al +3 (sulu) + 3Zn (k)
b. Anot yarı-hücrede Al(k) yükseltgenerek Al +3 (sulu) iyonlarına dönüşmüştür; yani,
hücre diyagramının sol tarafına yazılır.
Zn +2 (sulu) iyonları katot yarı-hücrede indirgenerek Zn(k) metali haline geçmiştir;
yani, hücre diyagramında sağ tarafa yazılır.
Hücre diyagramı: Al (k) I Al +3 (sulu) II Zn +2 (sulu) I Zn (k)
1

2
ÖRNEK: 2
Verilen bir hücre diyagramından redoks reaksiyonunun yazılması
Bir elektrokimyasal hücre için aşağıdaki hücre diyagramı verilmektedir:
Ni (k) I NiCl2 (sulu) II Ce (ClO4)4 (sulu), Ce (ClO4)3 (sulu) I Pt (k)
Elektrotlarda meydana gelen yarı-reaksiyonları ve toplam reaksiyonu yazın.
Çözüm:
Anot; yükseltgenme: Ni (k) Ni +2 (sulu) + 2 e -
Katot; indirgenme: Ce +4 (sulu) + e - Ce +3 (sulu)
Yükseltgenme ve indirgenme reaksiyonlarındaki elektron sayıları eşit değildir;
toplam reaksiyonu yazabilmek için önce elektron sayılarının eşitliği sağlanır.
ÖRNEK: 3
Anot; yükseltgenme: Ni (k) Ni +2 (sulu) + 2 e -
Katot; indirgenme: 2 Ce +4 (sulu) + 2 e - 2 Ce +3 (sulu)
Toplam reaksiyon: Ni (k) + 2 Ce +4 (sulu) Ni +2 (sulu) + 2 Ce +3 (sulu)
Bir redoks reaksiyonunda kendiliğinden reaksiyon
Hücre diyagramı:
Al (k) I Al +3 (sulu) II Cu +2 (sulu) I Cu (k)
olan bir hücrede aşağıdaki reaksiyon kendiliğinden gerçekleşebilir mi?
Çözüm:
2 Al (k) + 2Cu +2 (1 M) 3 Cu (k) + 2 Al +3 (1M)
Reaksiyonun kendiliğinden gerçekleşebilmesi için E 0 hücre değerinin sıfırdan büyük
olması gerekir.

E 0 verilerinden E 0
hücre değeri bulunur.
Anot; yükseltgenme: 2 Al (k) 2 Al +3 (sulu) + 6 e - E 0 = -1.676
Katot; indirgenme: 3 Cu +2 (sulu) + 6 e - 3Cu (k) E 0 = 0.340 V
Top. reaksiyon: 2Al (k) + 3Cu +2 (1M) 2 Al +3 (1M) + 3Cu (k) E 0
hücre = ? V
E 0
hücre = E 0 (katot) – E 0 (anot)
E 0
hücre = E 0
Cu+2/Cu – E 0
Al+3/Al = 0.340 – (– 1.676)
E 0
hücre = 2.016 V
E 0
hücre > 0 olduğundan reaksiyon kendiliğinden sağ tarafa doğru gerçekleşir.
ÖRNEK: 4
Standart olmayan koşullarda kendiliğinden reaksiyon
Hücre diyagramı:
Ag (k) I Ag + (0.075 M) II Hg +2 (0.85 M) I Hg (s)
olan bir hücrede reaksiyon kendiliğinden gerçekleşebilir mi?
Çözüm:
Reaksiyonun kendiliğinden gerçekleşebilmesi için E 0
hücre değerinin sıfırdan büyük
olması gerekir.
E 0 verilerinden Ehücre değeri bulunur.
Anot; yükseltgenme: 2 Ag (k) 2 Ag + (sulu) + 2 e - E 0 = +0.799 V
Katot; indirgenme: Hg +2 (sulu) + 2 e - Hg (s) E 0 = +0.853 V
Top. reaksiyon: 2 Ag (k) + Hg +2 (sulu) 2 Ag + (sulu) + Hg (s) E 0 = +0.054 V
3

4
Nernst eşitliği:
E 0
hücre
0.0591 [Ag + ] 2
= 0.054 – log
2 [Hg +2 ]
[Ag + ] 2 = 0.075 M ve [Hg +2 ] = 0.85 M değerleri biliniyor
E 0
hücre
[0.075] 2
= 0.054 – 0.0296 log
[0.85]
E 0
hücre = 0.054 – 0.0296 log (0.0066) = 0.054 – 0.0296 x (– 2.179)
E 0
hücre = 0.054 + 0.065 = 0.119 V
E 0
hücre > 0 olduğundan, reaksiyon kendiliğinden gerçekleşir.
ÖRNEK: 5
Bir reaksiyon için E 0 değerlerinden E 0 hücre potansiyelinin, ve hücre
potansiyelinden G 0 değerinin bulunması
Aşağıdaki reaksiyon için,
Zn (k) + Cl2 (g, 1 atm) ZnCl2 (sulu, 1 M)
a. Hücre potansiyeli nedir? E 0
hücre = ?
b. Standart Gibbs enerji değişikliği ne kadardır? G 0 = ?.
Çözüm:
a. Zn (k) + Cl2 (g, 1 atm) ZnCl2 (sulu, 1 M) E 0
hücre = ?
Anot: Yükseltgenme Zn (k) Zn +2 (sulu) + 2e - E 0 = – 0.763 V
Katot: İndirgenme Cl2 (g) + 2e - 2 Cl - (sulu) E 0 = 1.358 V
Toplam hücre reaksiyonu: Zn (k) + Cl2 (g) Zn +2 (sulu) + 2 Cl - (sulu)
E 0 hücre = E 0 (indirgenme yarı-hücre) – E 0 (yükseltgenme yarı-hücre)
E 0 hücre = 1.358 – (– 0.763) = 2.121 V

.G 0 = ?
ÖRNEK: 6
G 0 = – z F E 0
hücre
G 0
= – z F E 0
reaks. hücre
96485
= z E 0
hücre
mol
96485
G 0 = – (2 2.121) = – 4.094 x 10 5 J/M
1
G 0 = – 409.3 kJ/M
Bir redoks reaksiyonunda K ve E 0 hücre ilişkisi
Sulu çözeltide 25 0 C’de bakır metali ile demir(3) iyonları arasındaki reaksiyon için
K denge sabiti nedir? E 0
Fe+3/Fe+2 = 0.771, E 0
Cu+2/Cu = 0.340
Çözüm:
Cu (k) + Fe +3 (sulu) Cu +2 (sulu) + 2 Fe +2 (sulu) K = ?
E 0
hücre = E 0 (indirgenme yarım-hücre) – E 0 (yükseltgenme yarım-hücre)
E 0
hücre = E 0
Fe+3/Fe+2 – E 0
Cu+2/Cu
E 0
hücre = 0.771 – 0.340 = 0.431 V
Hücrenin yük değeri, z = 2
0.02569
E hücre=
0.431 = ln K
2
2 x 0.431
ln K = = 33.6
0.025692
K = e 33.6 = 4 x 10 14
5

6
ÖRNEK: 7
Ehücre değerinin tayini için Nernst eşitliğinin uygulanması
Hücre diyagramı verilen voltaik hücrenin Ehücre değeri nedir?
Pt I Fe +2 (0.10 M), Fe +3 (0.20 M) II Ag + (1.0 M) I Ag (k) Ehücre = ?
E 0
Ag+/Ag = 0.799 V, E 0
Fe+3/Fe+2 = 0.771 V
Çözüm:
Pt tel
Hücre diyagramı:
voltmetre
tuz köprüsü
Anot (sulu)
Katot
Pt I Fe +2 (0.10 M), Fe +3 (0.20 M) II Ag + (1.0 M) I Ag (k)
E 0
hücre = E 0 (katot) – E 0 (anot)
E 0
hücre = E 0
Ag+/Ag – E 0
Fe+3/Fe+2
E 0
hücre = 0.799 V – 0.771 V = 0.029 V
Hücre reaksiyonu:
Fe +2 (0.10 M) + Ag + (1.0 M) Fe +3 (0.20 M) + Ag (k) Ehücre = ?
0.0592 V [Fe +3 ]
Ehücre = 0.029 - log
1 [Fe +2 ] [Ag + ]

Konsantrasyonlar:
ÖRNEK: 8
[Fe +2 ] = 0.10 M, [Fe +3 ] = 0.20 M, [Ag + ] = 1.0 M
0.20
Ehücre = 0.029 – 0.0592 log
0.10 x 1.0
Ehücre = 0.029 – 0.0592 x log 2 = 0.029 – 0.018 Ehücre = 0.011 V
Hücre diyagramı aşağıda verilen hücrenin,
Zn I ZnSO4 (x F), PbSO4 (doygun) I Pb
a. Konsantrasyon değerleri kullanılarak hesaplanan potansiyeli nedir? b. Aktivite
değerleri kullanılarak hesaplanan potansiyeli nedir?
Verilenler: x = 5.00 x 10 -4 , 2.00 x 10 -3 , 1.00 x 10 -2 ve 5.00 x 10 -2 M'dür.
-2
SO4 için A = 4.0, Zn +2 için de A = 6.0
Çözüm:
a. Zn (k) + PbSO4 (doygun) ZnSO4 (sulu) E 0
hücre = ?
Yarı-reaksiyonlar ve standart potansiyeller,
PbSO4 (k) + 2e - -2
Pb (k) + SO4
0
E Pb+2/Pb = - 0.350 V
Zn +2 + 2e - Zn E 0
Zn+2/Zn = - 0.763 V
-
Nötral bir çözeltide az miktarda HSO4 oluşur; bu nedenle,
-2
[SO4 ] = fZnSO4 = x = 5.00 x 10 -4 kabul edilebilir.
Kurşun elektrodun potansiyeli:
0.0591
E = - 0.350 - log 5.00 x 10 -4 Pb+2
EPb+2 = - 0.252 V
2
Çinko yarı-reaksiyonu için:
[Zn +2 ] = 5.00 x 10 -4
7

8
0.0591 1
E Zn+2 = - 0.763 - log
2 5.00 x 10
EZn+2 = - 0.860 V
-4
Kurşun elektrot katot olduğundan
Ehücre = - 0.252 - (- 0.860) = 0.608 bulunur.
Soruda verilen diğer konsantrasyonlar için de aynı şekilde hücre potansiyelleri
hesaplanır. Sonuçlar aşağıdaki tabloda toplanmıştır.
b. Zn +2 -2
ve SO4 iyonlarının aktivite katsayılarını hesaplamak için, önce, aşağıdaki
eşitlikten iyonik şiddetler hesaplanır.
1
2 2 2
= (M1Z1 + M2Z2 + M3Z3 + ----)
2
M1, M2, M3, --- çözeltideki çeşitli iyonların molar konsantrasyonlar, Z1, Z2, Z3, ---
bunların yükleridir.
2 2 -4 2 -4 2 -3
= ½ (M1 Z1 + M2 Z2 ) = ½ [5.00 x 10 x (2) + 5.00 x 10 x (2) ] = 2.00 x 10
Sülfat için :A = 4.0 değeri için aktivite katsayısı hesaplanır.
0.5085 x Z A2 x
- log f A =
1 + 0.3281 x A
0.5085 x 2 2 x 2.00 x 10 -3
- log f SO4 =
1 + 0.3281 x 4.0 2.00 x 10 -3
A = 4.0 fSO4 = 0.820
Çinko iyonunun (Zn +2 ) aktivite katsayısı da aynı eşitlikler kullanılarak hesaplanır.
A = 6.0 fZn = 0.825
Pb ve Zn elektrotları için Nernst denkleminden elektrot potansiyelleri bulunur.
0.0591 1
EPb = - 0.350 - log = - 0.250
2 0 .820 x 5.00 x 10 -4
0.0591 1
EZn = - 0.763 - log = - 0.863
2 0.825 x 5.00 x 10 -4
Bu değerlere göre hücre potansiyeli hesaplanır.

Ehücre = - 0.250 - (- 0.863) = 0.613 V
Diğer konsantrasyonlar için de benzer hesaplamalarla
hücre potansiyelleri aşağı-
daki tabloda toplanmıştır.
(a)
x Ehesap
(b)
Ehesap
©
Edeneysel
5.00 x 10 -4 2.00 x 10 -3 0.608 0.613 0.611
2.00 x 10 -3
8.00 x 10
-2
-3
0.572 0.582 0.583
1.00 x 10
-2
4.00 x 10 0.531 0.549 0.553
-2
2.00 x 10
-2
8.00 x 10 0.513 0.537 0.542
-2
5.00 x 10
-1
2.00 x 10 0.490 0.521 0.529
(a) ko nsantrasyona göre hesaplanan hücre potansiyelleri
(b)
aktivite değerlerine göre hesaplanan hücre potansiyelleri
(c) deneysel olarak saptanan hücre potansiyelleri
Yüksek
iyonik şiddetlerde (b) kolonundaki değerler, yani aktiviteye göre hesaplanan
hücre potansiyelleri deneysel sonuçlara daha fazla uygunluk gösterirler.
ÖRNEK: 9
4 çözeltisi ve 1.0 x 10 -4 0.010M CuSO
M hidrojen iyonu konsantrasyonu olabilecek
kadar yeterli miktarda sülfürik asit içeren bir çözeltiden metalik bakır ayrılması için
gerekli olan potansiyel nedir?
Çözüm:
Bakır ayrılması
katotda olur. Ortamda kolaylıkla yükseltgenebilen maddeler bulunmadığından
anot reaksiyonu, H2O’nun O2'ye yükseltgenmesi reaksiyonu olacaktır.
Standart potansiyeller tablosundan aşağıdaki veriler bulunur.
Cu +2 + 2e - Cu (k) E 0 = +0.340V
O2 (g) + 4 H H2O
+ + 4e - 2 E 0 = +1.229V
Buna göre
bakır elektrot için,
0.0591 1
E = +0.340 - log = +0.281V
2 0.010
9

10
Oksijenin 1.00 atm'de çıktığı kabul edilerek oksijen elektrodunun
potansiyeli:
0.0591 1
E= +1.129 - log = +0.993V
-4 4
4 (1.00)(1.00
x 10 )
Bu değerlerden
hücre potansiyeli hesaplanır.
Elde edilen sonuçlara göre aşağıdaki reaksiyon,
0.715 V'dan daha büyük bir potansiyel
uygulanması durumunda gerçekleşir.
ÖRNEK:
10
Aşağıdaki reaksiyon
için:
a. [Cu
+2
Fe +2 Fe (k) + Cu (sulu) (sulu) + Cu (k)
+2 +2
] = 0.3 M, [Fe ] = 0.1 M olduğunda hücre potansiyeli nedir?
+2
b. Aynı hücre, [Cu ] = 0.3 M olduğunda, Ehücre = + 0.76 V değerini gösteriyorsa,
[Fe +2 ] ne kadadır?.
Çözüm:
Ehücre = +0.278 - 0.993V = 0.715 V
2 Cu +2 + 2 H2O O2 (g)+ 4 H + + 2 Cu (k)
, yarım-hücre reaksiyonları yazılarak E 0
Öncelikle
hücre değeri bulunur.
+2 - 0
Cu (sulu) + 2e Cu (k) E = 0.340 V
Fe +2 (sulu) + 2e - Fe (k) E 0 = - 0.44 V
+2 -
Fe (k) Fe (sulu) + 2e E 0 = + 0.44 V
Fe (k) + Cu V
+2 (sulu) Fe +2 (sulu) + Cu (k) E 0
hücre = + 0.78
. [Cu +2 ] = 0.3 M, [Fe +2 ] = 0.1 M değerleri veriliyor.
[Fe +2 a
] 0.1
Q = = = 0.33
+2
[Cu ] 0.3

Nernst eşitliğinden Ehücre hesaplanır.
0.0591
0
E hücre = E hücre
- log Q
n
0.0591
E hücre = 0.78 - log 0.33
2
b. [Cu +2
] = 0.3 M olduğunda,
Ehücre = + 0.76 V değerini gösteriyorsa [Fe +2 ] = ?.
Fe +2 (sulu) + Cu (k) E 0
Fe (k) + Cu hücre = + 0.78 V
0.76 = 0.78 - log Q
+2 (sulu)
0.0591
2
0.0591
0.02 = log Q
2
ÖRNEK: 11
E = 0.78 – (- 0.014) = 0.794 V
hücre
Q = 4.7
[Fe ]
4.7 = = [Fe +2 0.676 = log Q
+2
[Fe
0.3
] = 1.4 M
+2 ]
[Cu +2 ]
Gümüş elektrotlu, anot bölmesinde 0.1 M AgNO3, katot bölmesinde 1 M AgNO3
çözeltisi bulunan
bir hücrenin Ehücre = ? V
Çözüm:
Ag + + e - Ag (k) E 0 1/2 = 0.799 V
lmedeki gümüş iyonu konsantrasyonu (Ag+) 1M olsaydı, E 0 Her iki bö
1/2 değerleri
aynıdır; dolayısıyla, E ur.
0 hücre = 0 V’t
Anot; yükseltgenme: Ag Ag + + e - E 0 = ? V
11

12
ÖRNEK:
12
Katot; indirgenme: Ag + + e - Ag (k) E 0 = 0.799 V
1
[Ag + [Ag
]katot 1
+ ]anot 0.
Q = = = 0.1
0.0591
0
Ehücre= E hücre - log Q
n
E 0
hücre = 0 n = 1
Ehücre = - 0.0591 log (0.1)
Ehücre = 0.0591 V
Q = 0.1
r elektrotlu, anot bölmesinde 0.01 M ve katot bölmesinde 0.1 M Fe +2 Demi
çözeltisi
bulunan bir hücrenin
Ehücre = ? V
Çözüm:
Anot; yükseltgenme: Fe Fe +2 + 2e - E 0 = ? V
atot; indirgenme: Fe +2 + 2e - K
Fe (k)
1
= 0.1
[Fe +2 [Fe
]katot 0.1
1
+2 ]anot 0.0
Q = =
0.059
Ehücre= E 0
hücre - log Q
2
E 0
hücre = 0 V n = 2 Q
Ehücre = - 0.0296 log (0.1)
Ehücre = 0.0296 V
= 0.1

ÖRNEK:
13
Hücre
potansiyellerine akımın etkisi
Hücre diyagramı:
+2 +2
Cd l Cd (0.0100) ll Cu (0.0100 M)
l Cu
Olan bir galvanik hücreden (hücre direnci 4 ohm kabul ediliyor),
a. 0.100A akım
çekildiği zamanki potansiyel nedir?
b. Hücrenin ters yönde 0.100 A akım üretmesi için gerekli potansiyel
nedir?
Çözüm:
Nernst denkleminden:
Cd +2 0.0100 M çözeltisine daldırılmış kadmiyum elektrodun bulunduğu yarı-
hücrenin potansiyeli:
0. 0591 1
0
0
ECd = E Cd - log E Cd = - 0.403 V
2 0.0100
ECd = -0.403 – 0.0591 = -0.462 V
0.0100 M Cu n in
potansi
0
+2 çözeltisine daldırılmış bakır elektrodu bulunduğu yarı-hücren
yeli:
0.0591 1
0
ECd = E Cu - log E Cu = 0.340 V
2 0.0100
ECd = 0.340 – 0.0591 = 0.281 V
a. Nernst denklemi, Cd elektrotunun potansiyelinin
-0.462 V, Cu elektrotunun da
+0.281 V olduğunu gösterir. Buna göre hücre
potansiyeli
E = ECu - ECd = 0.281 - (- 0.462) = 0.743V
Ehücre = 0.743 - IR = 0.743 - (0.100 x 4.00) = 0.343V dur.
Bu hücrenin elektromotor kuvveti (E) bir akım bulunması
halinde düşer.
13

14
b. Örnekteki hücrenin ters yönde 0.100A akım üretmesi için gerekli
potansiyel:
E = ECd – ECu = - 0.462 - 0.281 = - 0.743V
Ehücre = - 0.743 - (0.100 x 4.00) = -1.143
0.100A akım alınabilmesi için Cd lik
+2
bakırda
k 1.143 V'dan daha büyük bir
dış potansiyel
+2 iyonlarından metalik kadmiyum ve meta
n da Cu iyonlarının oluşmasını sağlayaca
e gereksinim vardır.
ÖRNEK: 14
tandart elektrot potansiyeli E 0 S
değerinin ölçülmesi
H 2 (g)
1 atm.
su
H 2 (g)
1 atm.
su su su
Anot Katot Katot Anot
(a) (b)
a. Anodun hidrojen elektrodu, katodun bakır elektrodu olduğu bir hücrede 0.340 V
bir potansiyel oluştuğu görülür; standart elektrot potansiyeli E 0 Cu+2/Cu nedir?
Hücre
diyagramı:
+ +2 0
Pt | H2 (g, 1 atm) | H (1.00 M) || Cu (1.00 M) | Cu (k) E hücre= 0.340 V
Cu +2 + 2e - Cu (k) E Cu+2/Cu = ?
0

. Anodun hidrojen elektrodu, katodun çinko elektrodu olduğu bir hücrede -0.763
iyeli E 0
V bir potansiyel oluştuğu görülür; standart elektrot potans Zn+2/Zn nedir?
Hücre diyagramı:
+2 + 0
Zn (k) | Zn (1.00 M) || H (1.00 M) | H2 (1 atm) | Pt (k) E hücre= -0.763 V
Çözüm:
Standa rt hücre potansiyeli, E ponsiyel
farkıdır.
0
hücre: iki standart elektrottan oluşan bir hücrenin
ta
a.
0
hücre = E 0
katot (sağ) – E 0
E
anot (sol)
e: H2 (g) 2e - + 2H + E 0
Anot; yükseltgenm
H+/H2 = 0.000 V
Katot; in Cu (k) E 0
Cu+2/Cu = ?
Toplam reaksiyon: H (g) + Cu +2 (1 M) H +
Cu (k) E 0
2 (1 M) + hücre = 0.340 V
E = E 2/Cu – E
0
15
E Cu+2/Cu= 0.340 V
Standart elektrot potansiyelinin işareti pozitiftir; aşağıdaki eşitlik yazılabilir.
b.
Zn (s) Zn +2 (1 M) + 2e - E Zn+2/Zn = ?
dirgenme: Cu +2 (1M) + 2 e -
0 0 0
hücre Cu+ H+/H2
0.340 V = E 0
Cu+2/Cu –0 V
+2
Cu + 2e - Cu (k)
E 0
Cu+2/Cu= 0.340 V
Anot; yükseltgenme: Zn (s) Zn +2 (1 M) + 2e - E 0
Zn+2/Zn= ?
Katot; in H E 0
dirgenme: 2H H+/H2 = 0.000 V
+ + 2e -
2 (g)
Toplam reaksiyon: Zn (k) + 2H + Zn +2 + H (1 atm) E 0
0
hücre
0
ano
0
katot
0 0 0
E = E t – E
E hücre = E Zn+2/Zn – E H+/H2
2 hücre
0
= -0.763V
-0.763 V = E 0 Zn+2/Zn – 0 V E 0 Zn+2/Zn=-0.763 V

16
Standart elektrot potansiyelinin işareti negatiftir; aşağıdaki eşitlik yazılabilir.
ÖRNEK: 15
+2 -
Zn (1 M) + 2e Zn (s)
E 0
Zn+2/Zn = -0.763
Anodun d hidroj u olduğu bir hücrede -
.403 V bir potansiyel oluştuğu görülür, standart elektrot potansiyeli E 0
ka miyum elektrodu, katodun en elektrod
0
Cd+2/Cd nedir?
Hücre diyagramı:
Cd (k) | Cd +2 (1.00 M)|| H + (1.00 M) | H2 (1.00 atm) | Pt (k) E 0
hücre= 0.403 V
Çözüm:
Cd (k) Cd +2 + 2e - E 0
Cd+2/Cd = ?
Standa rt hücre potansiyeli, E ponsiyel
farkıdır.
0
hücre: iki standart elektrottan oluşan bir hücrenin
ta
0
hücre = E 0
katot (sağ) – E 0
E
0 0 0
E hücre = E katot – E anot
anot (sol)
Anot; yü 2e - E 0
kseltgenme: Cd (k) Cd Cd+2/Cd = ? V
+2 +
Katot; in
-
H2 (g) E 0
H+/H2 = 0.000 V
Toplam reaksiyon: Cd (k) + 2 H + Cd +2 + H (g) E 0
dirgenme: 2H
= -0.403 V
+ + 2e
0 0 0
hücre H+/ Cd+2/Cd
E = E H2 – E
0.403 V
2 hücre
0 0
= 0.000 – E Cd+2/Cd E Cd+2/Cd= -0.403 V
Standart elektrot potansiyelinin işareti
negatiftir; aşağıdaki eşitlik yazılabilir.
Cd (k) Cd +2 + 2e - E 0 Cd+2/Cd = -0.403

ÖRNEK: 16
Çözün sp
ürlüğü az bir bileşiğin K değerinin bulunması
Hücre diyagramı:
+ +
Ag | Ag (doygun AgI) | | Ag (0.10 M) | Ag(k)
olan bir hücre ile AgI bileşiğinin
Ksp değerinin bulunması.
Çözüm:
+ -
AgI (k) Ag (sulu) + I (sulu) Ksp = ?
Voltmetre
tuz köprüsü
Anot KNO3 (sulu)
Katot
k
doygun
AgI bileşiğinin Ksp değerinin bulunması.
genme: Ag (k) Ag + (doygun) + e -
Anot; yükselt
+
) + e - Katot; indirgenme: Ag (0.100 M Ag (k)
Toplam reaksiyon: Ag n M)
+ (0.100 M) Ag + (doygu
Hücre i çin Nernst denkleminden Ag bulunur, ve çö-
+ iyonlarının konsantrasyonu
17

18
zünürlük ürünleri eşitliğinden denge
sabiti hesaplanır.
0.0591 [Ag doy.AgI
x = doy ]
+ ]
Ehücre= E 0
hücre - log
n [Ag + ]0.100M çöz.
gun gümüş iyodür çözeltisindeki [Ag +
0.0591 x
Ehücre= E 0
hücre - log
1 0.100
0.417 = 0 – 0.0592 (log x – log 0.100)
0.417
= – log x + log 0.100
0.0592
0.417
log x = log 0.100 - = – 1.00 – 7.04 = – 8.04
0.0592
0 -9 x = [Ag ] = 10 M
-8.04 = 9.1 x 1
Doyun AgI çözeltisinde Ag ve I konsantrasyonları
eşit olsuğundan,
ÖRNEK:
17
+
x 10 -9 Ksp = [Ag )
+ ] [ I - ] = (9.1 x 10 -9 ) (9.1
Ksp = 8.3 x 10 -17
E 0 değerlerinden yarı-hücre potansiyellerinin hesaplanması
Gümüş iyodür ile
doygun olan ve iyodür aktivitesi tam 1.00 olan bir çözeltiye dal-
dırılmış gümüş elektrotun potansiyeli nedir (AgI'ün çözünürlük çarpımı
sabiti Kçç =
8.3 x 10 -17 dir)?
log
[Ag +
Ag + + e - Ag (k) E 0 = +0.799 V
0.0591 1
E = + 0.799 -
1 ]
[Ag + ] değerini, çözünürlük çarpımı sabitinden
hesaplayabiliriz.
K
çç
[Ag
[I ]
+ ] =
-
+ -

Nernst denkleminde yerine konur :
E = + 0.799 -
0.0591 [ I - ]
log
1 Kçç
- 0.0591 log [I - E = + 0.799 + 0.0591 log Kçç
]
-
Burada x 10 -17 [ I ] yerine 1.00, Ksp yerine de 8.3 konularak E değeri bulunur.
E = - 0.151 V
Bu örnek, gümüş iyonunun indirgenmesindeki yarı- hücre potansiyelinin, iyodür
iyonlarının bulunması halinde daha düşük olduğunu gösterir. Bu hal, gümüş iyon-
ları konsantrasyonunun azalmasının, bu iyonların indirgenme yeteneğinin de azalmasına
sebep olması
bakımından beklenen bir durumdur.
ÖRNEK: 18
+2
0.0100M Cd çözeltisine daldırılmış kadmiyum elektrodu bulunan bir yarı-
hücrenin
potansiyeli nedir?
Çözüm:
Cd +2 + 2e - Cd (
k) E 0 = - 0.403 V
una göre Nernst denklemi yazılır ve [Cd +2 B
] yerine 0.0100 M konsantrasyon de-
ğeri konularak
yarı-hücrenin potansiyeli hesaplanır.
0.0591 1
E = E
+2
0.0591
- (+2.0)
.0100 2
0 - log
n [Cd ]
0.0591 1
E = - 0.403 - log = - 0.403
2 0
E = - 0.462 V
Potansiyel değerinin işareti, bu yarı-hücrenin standart hidrojen elektrodu
ile
birarada bulunması durumunda reaksiyonun yönünü belirtir. Burada
işaret
negatif
olduğundan kendiliğinden
reaksiyon ters yönde olur.
+
Cd (k) + 2 H H2 (g) + Cd
+2
19

20
ÖRNEK: 19
Br2 ile doyurulmuş 0.0100M KBr çözeltisi içine daldırılmış platin bir elektrodun
potansiyeli
nedir?
Çözüm:
Buradaki yarı-hücre
reaksiyonu:
Br2 (s) Br2 (suda, doygun)
r2 (suda,doygun) + 2e - 2 Br - E 0 B
= +1.065 V
Tüm işlem için Nerst denklemi :
- 2
0.0591 [Br ]
E = 1.065 - log
2 1.00
Burada Br2 un saf sıvı içindeki aktivitesi
sabittir ve 1.00 e eşittir. Buna göre
0.0591
2
E = 1.065 - log (0.0100)
2
ÖRNEK:
20
0.0591
E = 1.065 - (- 4.00) = 1.183 V
2
-3
0.0100N KBr ve 1.00 x 10 M Br2 karışımı bir çözeltiye daldırılan platin elektrodun
potansiyeli
nedir?
Çözüm:
Burada, bir önceki örnekte görülen yarı-reaksiyon uygulanamaz, çünkü çözelti Br2
ile doygun halde
değildir. Aşağıdaki yarı-reaksiyon yazılır.
2 (sulu) + 2e - 2Br - E 0 Br
= 1.087 V
Parantez içindeki (sulu) terimi, Br2 un tamamının çözeltide olduğunu belirtir; Yani
Br - ve Br2 çözeltisinin aktiviteleri 1.00 mol/lt olduğu zaman yarı-hücrenin elektrot

potansiyeli 1.087 V'dur. Oysa Br2 un 25 üğü sadece 0.18
0
0 C'deki sudaki çözünürl
mol/lt dir. Bu nedenle E = 1.087 V değeri, deneysel olarak gerçekleştirilmesi
mümkün olmayan nazari bir sisteme göre bulunmuştur. Bu değer yine de önemlidir,
çünkü doymamış sistemlerin potansiyellerinin hesaplanmasına olanak verir.
Buna göre,
E =
0.0591 [Br
1.087 - log
2 [Br2]
- ] 2
0.0591 (1.00 x 10 -2 ) 2
0 -3
E = 1.087 - log
2 1.00 x 1
0.0591
E = 1.087 - log 0.100 = 1.117 V
2
Burada u gibi, 1.00 değil, 1.00 x 10 -3 Br aktivitesi doygun çözeltide olduğ
dür.
Hücre
diyagramı:
2
ÖRNEK: 21
Cd (k) |
+2
Cd /Cd elektrodunun
Çözüm:
Cd +2 (1 M) || Cu +2 (1 M) | Cu (k) E 0
hücre = 0.743 V
standart elektrot potansiyeli nedir? E 0
Cd+2/Cd = ? V
aki redoks reaksiyonunda bir yarım-hücre potansiyeli (E 0
Cu+2/Cu) ve toplam
aksiyon için E 0
Burad
re
hücre potansiyeli biliniyor.
0
Cu+2/Cu = 0.340 V E 0
E
hücre = 0.743 V
Bu durumda E 0
Cd+2/Cd
0 0 0
E hücre = E (sağ) – E (sol)
0 0
Cu+2/Cu – E 0 0.743 = E
Cd+2/Cd = 0.340 – E Cd+2/Cd
0
E Cd+2/Cd = 0.340 – 0.743
= -0.403 V
21

22
ÖRNEK:
22
Hücre diyagramı:
1.00 atm) I H + (1.00 M) II Ag + (1.00 M) I Ag (k) E 0
Pt I H2 (
hücre= 0.799 V
un standart elektrot potansiyeli nedir? E 0
+
Ag /Ag elektrodun
Ag+/Ag = ? V
Çözüm:
Anot; yükseltgenme: H2 (g) 2e + 2H E H+/H2 = 0.000 V
Ag + + e - Ag (k) E 0
Ag+/Ag = ? V
Katot; indirgenme:
Toplam reaksiyon: 2A + H2 (g) 2Ag (k) + 2H +
Bu durumda
E 0
ÖRNEK:
23
Ag+/Ag
0
E hücre = E (sağ) (sol)
0
– E 0
0.799 = E Ag+/Ag – E H+/H2 = E Ag+/Ag – 0.000
0
E Ag+/Ag = +0 799
V
g +
0 0 0
Bir
gümüş indikatör elektrotu ve bir doygun kalomel elektrotdan oluşan elektrot
sistemi ile, 100 mL 0.0200 M sodyum iyodürün 0.100 M gümüş nitrat ile
potansiyometrik titrasyonu yapılıyor.
b. Eşdeğerlik
noktasındaki hücre potansiyeli nedir?
- + 0
a. Eşdeğerlik noktasından 1.00 mL önceki hücre potansiyeli nedir?
c. Eşdeğerlik noktasından 1.00 mL sonraki hücre potansiyeli nedir?
Gerekli elektrot potansiyeli verileri aşağıda verilmiştir.
- -
E 0
hücre= 0.799 V
Ag I (k) +e Ag (k)+ I E = - 0.151V
- 0
Hg2Cl2 (k) 2 Hg (s)+ 2 Cl (doygun KCl)
0
E = +0.241V

Çözüm:
Tirasyo nda eşdeğerlik noktasında gerekli AgNO3 (mL) miktarı:
100 x 0.0200
AgNO3
mL = = 20 mL
0.1
a. 19.0 ra I - mL titrant ilave edildikten son ‘ün normal konsantrasyonu,
= 8.40 x 10 -4 100 x 0.0200 -1
[ I M
- 9.0 x 0.100
] =
119
olur. Çökeleğin çözünürlüğünden ilave bir miktar
daha iyodür oluşur. Bu nedenle
oluşan iyodürün konsantrasyonu
gümüş iyonları konsantrasyonuna
eşit olacaktır,
böylece toplam iyodür konsantrasyonu
[ I - ] = 8.40 x 10 -4 + [Ag + ]
olur. [Ag ayılabilir, böylece indikatör elektrotun potansiye
+ ]

24
c. Eşdeğerlik noktası 1.00 mL geçildiğinde fazla Ag + konsantrasyonu
1.00 x 0.100
+ -4
[Ag ] = = 8.26 x 10 M
121
[Ag ] = 8.26 x 10 + [ I - ] ~ 8.26 x 10 -4 + -4
M
dür. Burada gümüş elektrotun
davranışı aşağıdaki denklemle açıklanır
Ag + + e - Ag
Ag = 0.799 - 0.0591 log
[Ag + 1
E
]
= 0.617 V
10 -4
1
E Ag = 0.799 - 0.0591 log
8.26 x
Ehücre = 0.617 - 0.241 = 0.376 V
E 0 = 0.799V

Reaksiyon
Tablo: Standart Elektrot Potansiyelleri, 25 0 C’de
Cl2 (g) + 2e - 2Cl - E 0
Cl2/Cl-
O2 (g) + 4H + + 4e - 2H2O E 0
O2/O-
Br2 (sulu) + 2e - 2Br - E 0
Br2(sulu)/Br-
Br2 (sıvı) + 2e - 2Br - E 0
Br2/Br-
Hg +2 (sulu) + 2 e - Hg (s) E 0
Hg+2/Hg
Ag + + e - Ag (k) E 0
Ag+/Ag
Fe +3 + e - Fe +2 E 0
Fe+3/Fe+2
- - - 0
I3 + 2e 3I E I-/I
Cu +2 + 2e - Cu E 0
Cu+2/Cu
Hg2Cl2 (k) + 2e - 2Hg (sıvı) + 2Cl - E 0
Hg2+/Hg
AgCl (k) + e - Ag (k) + Cl - E 0
Ag+/Ag
-3 - -2 0
Ag (S2O3)2 + e Ag (k) + 2S2O3 E Ag+/Ag
+1.358 V
+1.229 V
+1.087 V
+1.065 V
+0.853 V
+0.799 V
+0.771 V
+0.536 V
+0.340 V
+0.241 V
+0.222 V
+0.010 V
2H + + 2e - H2 (g) E 0
H+/H2 0.000 V
AgI (k) + e - Ag (k) + I - E 0
Ag+/Ag
PbSO4 (k) + 2e - -2 0
Pb (k) + SO4 E Pb+2/Pb
Cd +2 + 2e - Cd (k) E 0
Cd+2/Cd
Fe +2 + 2e - Fe (k) E 0
Fe+2/Fe
Zn +2 + 2e - Zn (k) E 0
Zn+2/Zn
Al +3 + 3e - Al (k) E 0
Al+3/Al
–0.151 V
–0.350 V
–0.403 V
–0.440 V
–0.763 V
–1.676 V
Yararlanılan Kaynaklar
D.A.Skoog, D.M.West ‘Principles of Instrumental Analysis’, (second ed), 1981
http://www.ibb.ntou.edu.tw/wwwroot/teacher_system/file/information/29eec5_cha
pter%2020-2.ppt#1
25