Elektrot Potansiyelleri ve Redoks İstemliliği (AYT)

Konu Özeti

Redoks tepkimelerinde elektron alışverişi olur ve bu alışverişin yönü elektrot potansiyelleriyle tahmin edilir. Her yarı hücrenin bir standart elektrot potansiyeli vardır ve bu değerler standart hidrojen elektroduna (SHE) göre belirlenir. Pil potansiyeli ile bir tepkimenin kendiliğinden gerçekleşip gerçekleşmeyeceği anlaşılabilir. Bu konu AYT'de sık sorulan istemlilik yorumlama sorularının temelidir.

Temel Kavramlar

Tek bir yarı hücrenin potansiyeli doğrudan ölçülemez. Bu nedenle standart hidrojen elektrodu referans alınır ve E° değeri 0,00 V kabul edilir. Standart koşullar 25 °C, 1 M çözelti derişimi ve gazlar için 1 atm basınçtır.

2H⁺(suda) + 2e⁻ ⇌ H₂(g) E° = 0,00 V

• E° değeri büyük olan tür daha kolay indirgenir ve daha güçlü yükseltgendir (oksidant).
• E° değeri küçük (negatif) olan tür daha kolay yükseltgenir ve indirgenme potansiyeli düşük metalin yükseltgenme eğilimi yüksektir.
• Yarı tepkime ters çevrilirse E° işareti değişir: yükseltgenme potansiyeli = −indirgenme potansiyeli.
• Yarı tepkime katsayıyla çarpılırsa E° değeri değişmez, çünkü E° bir şiddet özelliğidir.

Sınavda E° değerleri çoğunlukla soruda verilir, bu yüzden büyük-küçük karşılaştırması yapabilmek önemlidir. Tabloda yukarıdan aşağıya gidildikçe yükseltgen gücü artar, indirgen gücü azalır.

Pil Potansiyeli ve İstemlilik

Galvanik hücrede indirgenme potansiyeli büyük olan yarı hücre katot (indirgenme), küçük olan yarı hücre anot (yükseltgenme) olur. Elektronlar dış devrede anottan katota akar.

E°pil = E°katot − E°anot (ikisi de indirgenme potansiyeli)

• E°pil > 0 ise tepkime standart koşullarda istemlidir ve galvanik hücre olarak çalışır.
• E°pil < 0 ise tepkime istemsizdir; ters yönde istemlidir ve dışarıdan enerji (elektroliz) gerekir.
• E°pil = 0 ise sistem dengededir.
• Güçlü yükseltgen ile güçlü indirgen tepkimeye girdiğinde tepkime istemlidir.