DENEY NO 06
DENEYİN ADI: ELEKTROLİZ İLE BAKIR KAPLAMA
ARAÇLAR
·
Doğru
Akım Kaynağı
·
Beher
·
Metal
Parçası
·
Bakır
Elektrot
·
2 Adet
Krokodil
·
Bakır
Sülfat
·
Bağlantı
Kabloları
·
Çeşme
Suyu
·
1 adet
pil
·
Pil
yatağı
TEORİK BİLGİ
Elektroliz Nedir?
Bir elektrik akımı tarafından
aşılan bir elektrolitin uğradığı ayrışmaya elektroliz denir. Elektroliz,
bu akımın elektrolit içinde iletilmesiyle birlikte gelişir. Elektrolit,
çoğunlukla erimiş olarak ya da bir tuz eriyiğinin sulu çözeltisi halindedir.
Volta pilinin bulunmasıyla (1800) ve suyun elektrolizine uygulanmasıyla ilgili
ilk deneyler, XIX. yy’ın başlarında gerçekleştirilmiştir. Elektroliz
sözcüğünün, olayı özel olarak inceleyen Michael Faraday tarafından ortaya
atıldığı sanılmaktadır.
Elektroliz İle İlgili Bazı Terimler :
Elektrolit : İçinde serbest iyon bulunduran ortamlara denir.
Elektrot : Elektrolit içine batırılan metallere denir.
AnotBir elektroliz kabında üreticinin pozitif kutbuna bağlı elektroda
denir.
Katot : Bir elektroliz kabında üreticinin negatif kutbuna
bağlı elektroda denir.
Elektrolitik İletkenlik
Elektrik akımının yüklü
iyonlar tarafından taşınması olgusuna elektrolitik iletkenlik denir.
Elektrolit içindeki iyonlar hareket etmedikçe elektrolitik iletkenlik
gözlenmez. Elektrolitik iletkenlikten yararlanılarak ergimiş tuzların ve
elektrolit çözeltilerinin elektrolizi yapılır.
Elektrolitik iletkenlik
iyonların hareketinden kaynaklandığından, bu hareketleri engelleyici bir etki,
akıma karşı bir direncin doğmasına yol açar.
Faraday Yasaları
:
Elektroliz
ürünlerinin miktarı, ürünlerin meydana gelme hızı ve tabiatı, elektroliz
şartlarına bağlıdır. Faraday elektroliz yasalarına göre;
1-
Elektrolitten elektrik akımı geçirildiği zaman serbest hale geçen veya çözünen
madde miktarı elektrolitten geçen elektrik miktarı ile orantılıdır.
2-Çeşitli
elektrolitlerden aynı miktar elektrik akımının geçirilmesiyle ayrılan veya
çözünen madde miktarı bu cismin kimyasal eşdeğeri ile orantılıdır.
Kimyasal eşdeğer, bir
atomun atom tartısının veya bir atom grubunun mol tartısının, bunların dahil
olduğu bileşikteki değerliğe oranıdır. Bir coulombluk elektrik miktarının
serbest hale geçirdiği veya çözdüğü
maddenin gram miktarı, bu maddenin elektrokimyasal eşdeğeridir. Faraday’ın
elektroliz kanunlarına göre;
m = A / n. Q / F bağıntısı yazılabilir. Burada;
m = Ayrılan veya çözünen madde miktarı
A = Ayrılan maddenin atom ağırlığı (iyon-gram)
n =
Ayrılan maddenin bileşikteki değerliği
Q = Elektroliz sırasında devreden geçen akım
miktarı
F = Faraday (96500 Coulomb)
Devreden geçen akım miktarı Q (Coulomb) uygulanan
akım şiddeti ve elektroliz süresiyle orantılıdır. Eğer akım şiddeti sabit ise Q
= i . t ; eğer akım şiddeti değişiyorsa
Q = ∫ A. dt olur. Devreden geçen akım
miktarını hassas olarak ölçmek için Coulomb metrelerden yararlanılır. Ayrıca
elektronik cihazlar yardımı ile akım miktarı tayin edilmektedir.
Elektrolizin başlayabilmesi, yani elektrotlarda
indirgenme ve yükseltgenme olaylarının başlayabilmesi elektrot potansiyeline
bağlıdır. Bazen madde toplanmasının başlayabilmesi için teorik olarak
hesaplanan potansiyel değerinden daha büyük potansiyel değerine ihtiyaç
duyulabilir. Bu durumda aşırı potansiyel söz konusudur. Eğer toplanan veya
ayrılan madde miktarı Faraday’ın elektroliz yasaları ile hesaplanan teorik
değere eşitse akım verimi %100, eğer eşit değilse %100’ün altındadır, denir.
Elektrolizin
uygulama alanları :
Elektroliz, öncelikle, elektrolizle
metalürjilerde, metallerin hazırlanmasında (çözünmez anot) ya da arıtılmasında
(çözünür anot) kullanılır. Ayrıca, galvanoplastide, bir elektrolitik metal
birikimiyle döküm kalıbına biçim vermede aşınmaya karşı korumada ve bir metal çökeltisiyle
metallerin kaplanmasında (sözgelimi, nikel kaplama, çinko kaplama, kadmiyum
kaplama, krom kaplama, gümüş ya da altın kaplama) başvurulan bir yöntemdir. Arı
hidrojen, özellikle, suyun elektroliziyle elde edilir. Öbür uygulamaları
arasında, gaz üretimi (klor), metal üstünde koruyucu oksitli anot tabakalarının
elde edilmesi (alüminyumun, alümin aracılığıyla anotlaştırılması işlemi)
elektrolizle parlatma, metallerin katot ya da anot olarak yağlardan
arındırılması sayılabilir. Elektroliz, akım şiddetlerinin, özellikle de
voltametrelerdeki akım miktarlarının ölçülmesine de olanak verir. Sürekli akım
yardımıyla, organik dokuların ayrıştırılmasına dayanan tedavi elektrolizi,
cerrahide sinir uçlarının (nöronların), sertleşen urların, burun deliklerindeki
poliplerin yok edilmesinde, üretra ya da yemek borusu daralmalarının tedavisinde
vb. kullanılır.
Elektrolizden yararlanma :
1.Metallerin Ayrıştırılması :
Bunun için hangi metal ayrıştırılacaksa, o metalin bir tuzunun çözeltisi
hazırlanır. Bu yöntem en çok bakır metali için kullanılır. Çözelti içine
batırılan elektrotlardan biri arı bakır, diğeri de arı olmayan bakırdır. Bakır
iyonları (+) yüklü olduğundan katota gider, orada nötrleşerek arılaştırılmış
olur.
DENEYİN YAPILIŞI
Metal parçası tartılır. Beher içine bir miktar su konulur. Metal parçası
(anahtar) üretecin negatif (-) kutbuna, bakır elektrot ise krokodilli kablo
yardımıyla pozitif (+) bağlanır. Suyun içine bakır sülfat ekleyerek mazi renkli
çözelti elde edilir. Güç kaynağı çalıştırılır. Kaplama gerçekleştiği anda güç
kaynağı durdurulur.
SONUÇLAR
7 kez denememize rağmen deney gerçekleşmedi.Bunun
sebebi çözeltinden çok fazla akım geçmesiydi.Pil sayısını 1 e indirdiğimizde
elektrotta bakır toplandığını fark ettk.
Katot
2e- + Cu+ → Cu(k)
Anot
Cu(k) → Cu+
+
2e-
YORUMLAR
Bu deneyde elektrolizin ne demek olduğunu ve bu
sonuçta bir metal parçasını nasıl bakır ile kaplayacağımızı öğrendik.
Elektrolizle bakır kaplama sayesinde çok kısa
sürede kaplama gerçekleşmiş oldu. Bu sebeple
elektroliz ile kaplamalar sanayide çok kullanılmaktadır.
Faraday
yasasına göre deneyimizdeki değerler sonucunda, anahtarda toplanması gereken
madde miktarıyla deney sonunda toplanan madde miktarı farklı çıktı. Buna neden
olan faktörler; ölçümlerin yeterince hassas yapılmaması, elektroliz süresinin
doğru takip edilmemiş olması olabilir.
KAZANIMLAR
Herhangi bir metalle kaplamak istediğimiz
bir cisim elektroliz kabında katot olarak kullanılır. Hangi metalle kaplamak
istiyorsak o da anot olarak seçilir. Çözelti yerine anot olarak kullanılan
metalin tuzunun, sudaki çözeltisi alınır. Teknikte kromaj, nikelaj ve gümüşle
kaplama bu metotla olur. Bir demir çatal nikelle kaplanmak isteniyorsa, çatal
katot,nikel ise anot olarak seçilir. Çözelti olarak nikel tuzu çözeltisi
kullanılır. Sulu çözelti içindeki nikel iyonları katota gider ve element
halinde birikerek kaplama olayını gerçekleştirirler.
KAYNAK
2.
Prof.
Dr. Ender Erdik, Prof. Dr. Yüksel Sarıkaya; Temel Üniversite Kimyası Cilt-1, s.
472-474-475
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder