DENEY ADI:DOYMUŞ NaCl ÇÖZELTİSİNİN ELEKTROLİZİ

DENEYİN AMACI

Doymuş NaCl  çözeltisini elektroliz sonucu bileşenlerine ayırmak

TEORİK BİLGİ

Elektroliz: Kendiliğinden oluşmayan bir kimyasal tepkimenin,elektrik enerjisi yardımı ile gerçekleşmesine elektoliz denir.

·       Bir metalden elektrik akımı geçerken kimyasal bir değişme olmadığını biliyoruz.Ancak iyonlar içeren bir sıvıdan elektrik akımı geçirildiğinde kimyasal bir değişme gerçekleşir;+ yüklü iyonlar indirgenme potansiyellerine bağlı olarak indirgenebilir ve ya – yüklü iyonlar da yükseltgenme potansiyellerine göre yükseltgenebilir.Yani redoks tepkimesi gerçekleşir.

·       Yükseltmenin olduğu elektroda:ANOT;indirgenmenin olduğu elektroda;KATOT adı verilir.

Sodyum Elementinin Özellikleri:Sodyum periyodik tabloda 1A grubunda ve 3.

periyotta bulunur.Bilindiği üzere 1A grubu elementleri en aktif metallerden oluşmuştur ve sodyum(Na) da oldukça aktif bir elementtir.

Klor Elementinin Özellikleri:Klor elementi 7A grubunda ve 3.periyottadır.Bilindiği üzere en aktif ametaller 7A grubu elementleridir.bu nedenle klor elementi aktif bir elementtir.

·       Kuvvetli metallerin oksitleri ya da OH’lı bileşikleri kuvvetli bazik özellik gösterir.

·       Kuvvetli ametallerin oksitleri ya da hidrojenli bileşikleri kuvvetli asidik özellik gösterir.

·       Kuvvetli baz ile kuvvetli asidin birleşmesi ile nötr tuz oluşur.

NaCl(sodyum korür) tuzu da                                                                                        NaOH (kuvvetli baz) + HCl(kuvvetli asit) à NaCl(nötr tuz) +H₂O  

  Anot-Katot Tepkimeler

Konsantrasyonu yüksek olan bir çözeltide tepkime aşağıdaki gibi gerçekleşir.

·       Anot:2Cl^-àCl₂+2e^-

·       Katot:2H₂O+2e^-àH₂+2OH^-

·       Toplam:2Cl^-+2H₂OàCl₂+H₂+2H₂O+2OH^-

Çözeltinin çok seyreltik olması durumunda su elektroliz olmaktadır.

·       Anot:2H₂OàO₂+4H⁺+4e^-

·       Katot:4H₂O+e^-à2H₂+OH^-

_·            Toplam:6H₂OàO₂+2H₂+4H⁺+4OH^-

Bu durumu şu şekilde açıklayabiliriz standart elektrot potansiyellerini karşılaştırdığımızda;klorür iyonlarının suya göre daha güç yükseltgeneceğini,ancak potansiyeller arsındaki farkın çok küçük olması nedeniyle ;yüksek Cl iyonunun yükseltgendiğini söyleyebiliriz.

KULLANILAN ARAÇ GEREÇLER

1.     Bünzen mesnedi

2.     Beherglas

3.     Bünzen kıskacı

4.     Bağlama parçası

5.     Cam baget

6.     Deney tüpü

7.     4 adet pil

8.     Pil yatağı

9.     Bağlantı kabloları

10. Elektrot

11. NaCl  tuzu,su,fenolftalein

                      DENEYİN YAPILIŞI

v Deney  tüplerinin her ikisine de fenolftalein damlatılır ve içlerine NaCl çözeltisi dolturulur.

v Deney tüpleri, hava almayacak şekilde içerisinde NaCl çözeltisi bulunan beherglasın içerisi ters  çevrilir ve bırakılır.

 

v Yukarda ki düzenek kurulur ve 4-5 dakika katot ve anottaki değişmeler gözlemlenir.

                     DENEYİN SONUCU

Deneyin sonucunda  her tüpte de gaz çıkışı gözlemlenir.

·       Tüplerden birinin içindeki sıvının pembeleştiği görülür.bu tüpün içerisinde biriken iyonlar H⁺ ve Na⁺ iyonlarıdır.Diğer tüpte ise OH^- ve Cl^- iyonları birikir.

·       Güç kaynağının artı(+) kutbuna bağlı olan tüp anot eksi(-) kutbuna bağlı olan tüp katottur.Anotta yükseltgenme ,katotta indirgenme olur.

Anot-katot tepkimeleri

Anot:

·       2Cl^-à2e^-+Cl_2(g)

·       2H₂Oà2e^-+1/2O_2(g)+2H⁺_(aq)

Katot:

·       Na⁺_(aq)+e^-àNa_(k)

·       2H₂OàH_2(g)+2OH^-_(aq)

v Bu tepkimelerde öncelik indirgenme ya da yükseltgenme potansiyeli düşük olnadadır.Ancak anot tepkimesinde bir istisna söz konusudur:Cl iyonunun yükseltgenme potansiyelinin suyunkine yakın olması ve tuz derişiminin yüksek olmasından dolayı su değil Cl iyonu yükseltgenir.

v Katotta 2. tepkime olur çünkü 1. tepkime gerçekleşirse patlama olur.

O halde tepkimeleri yaniden yazarsak:

·       Anot:2Cl^-à2e^-+Cl_2(g)

·       Katot:H₂O+2e^-àH_2(g)+2OH^-

           --------------------------------------------------------------

·       Toplam:H₂O+2Cl^-àH_2(g)+Cl_2(g)+2OH^-_(aq)

                                            YORUM

1.     Deney tüpüne fenolftalein eklemiştik.Fenolftalein bazik ortamde pembe renk alır.asidik ortamda be pH’ın 7 olduğu ortamlarda renksizdir.Katotta H₂ gazı çıkışı olduğu için OH^- iyonları derişimi arttı bunun sonucunda da ortam bazik oldu ve fenolftalein damlattığımızdan pembe renk oluştu.yine katotta H₂ gazı çıkışı oldu bundan dolayı su seviyesi azaldı.

2.     Anotta klorun bir kısmı basınçtan dolayı tüpün üstüne çıkamadı ve orada çözündü.Burda Cl₂ gazı birikti ve açık yeşil birikintiyi oluşturdu.Cl un molekül ağırlığı fazla o yüzden difüzyonu yavaştır ve yavaş dağılır.

3.     Ana kapta ise NaOH oluştu ortam bazik oldu.kattota pembe rengin oluşmasının sebebi ise OH iyonları derişiminin zamanla artmasıdır.Oluşan H₂ nin iki katı OH- iyonu oluşur.

   KAYNAKÇA

·       Pi yayınları,öss kimya konu anlatımlı,syf.560,561

Cemal İLTER

Hasan H. ÇOBAN

İzzet REİS

Ayhan NAZLI

Davut PİRAZ

·       VİKİPEDİ

·       www.bilimtey.com/deneyler

·       www.kimyacini.com