TalebeDunyasi.Com | Öğrenci Ödev Portalı

Anasayfa Site Haritas? E?itim Haberleri Ara
 
Elektroliz Nedir?

Elektroliz Nedir?


Bir elektrik ak?m? taraf?ndan a??lan bir elektrolitin u?rad??? ayr??maya elektroliz denir. Elektroliz, bu ak?m?n elektrolit içinde iletilmesiyle birlikte geli?ir. Elektrolit, ço?unlukla erimi? olarak ya da bir tuz eriyi?inin sulu çözeltisi halindedir. Volta pilinin bulunmas?yla (1800) ve suyun elektrolizine uygulanmas?yla ilgili ilk deneyler, XIX. yy’?n ba?lar?nda gerçekle?tirilmi?tir.Elektroliz sözcü?ünün, olay? özel olarak inceleyen Michael Faraday taraf?ndan ortaya at?ld??? san?lmaktad?r.



Elektrolizin Uygulama Alanlar?


 Elektroliz, öncelikle, elektrolizle metalürjilerde, metallerin haz?rlanmas?nda (çözünmez anot) ya da ar?t?lmas?nda (çözünür anot) kullan?l?r. Elektroliz, ayr?ca, galvanoplastide, bir elektrolitik metal birikimiyle metal birikimiyle döküm kal?b?na biçim vermede a??nmaya kar?? korumada ve bir metal çökeltisiyle metallerin kaplanmas?nda (sözgelimi, nikel kaplama, çinko kaplama, kadmiyum kaplama, krom kaplama, gümü? ya da alt?n kaplama) ba? vurulan bir yöntemdir. Ar? hidrojen, özellikle, suyun elektroliziyle elde edilir. Öbür uygulamalar? aras?nda, gaz üretimi (klor), metal üstünde koruyucu oksitli anot tabakalar?n?n elde edilmesi (alüminyumun, alümin arac?l???yla anotla?t?r?lmas? i?lemi) elektrolizle parlatma, metallerin katot ya da anot olarak ya?lardan ar?nd?r?lmas? say?labilir. Elektroliz, ak?m ?iddetlerinin, özellikle de voltametrelerdeki ak?m miktarlar?n?n ölçülmesine de olanak verir. Sürekli ak?m yard?m?yla, organik dokular?n ayr??t?r?lmas?na dayanan tedavi elektrolizi, cerrahide sinir uçlar?n?n (nöronlar?n), sertle?en urlar?n, burun deliklerindeki poliplerin yok edilmesinde, sidik yolu (üretra) ya da yemek borusu daralmalar?n?n tedavisinde vb. kullan?l?r.


B?R ELEKTROL?T ?Ç?NDEN AKIMIN GEÇ???

 Elektrik ak?m?n?n bir elektrolit içinden geçi?i ilkin Arrhenius taraf?ndan aç?klanm??t?r. Arrhenius’ un klasik teorisi bugün bile – ana fikirleri bak?m?ndan- yürürlüktedir. Buna göre, bir elektrolit(bir asit,bir baz veya bir tuz) eriyi?inde iyon ad? verilen serbest elektrikli tanecikler bulunmaktad?r.Elektrolitin çözü?mesinde meydana gelen iyonlar pozitif veya negatif olarak yüklü atomlar veya atom gruplard?r. ?yonlar?n elektriksel bir alanda hareketleri ise ak?m?n geçi?ini sa?lar.
 ?yonlar?n çözünmesi : Bir elektrolit suda eritildi?i zaman bir k?s?m iyonlar? çözü?erek serbest halde s?v?ya geçerler.Bu çözü?meye çok iletken daha kuvvetli elektrolitlerde hemen hemen tam, zay?f elektrolitler de ise az olur.Elektrolitlere örnek olarak, önce mutfak tuzunu ele alal?m.Mutfak tuzu(NaCl) kristali, atomlardan de?il, sodyum ve klor iyonlar?ndan örülmü? bir a? ?eklindedir. Sodyum iyonlar? d?? yörüngelerindeki tek elektronlar?n? b?rakarak pozitif yüklü hale gelmi? Sodyum atomlar?d?r. Klor iyonlar? ise birer fazla elektronlar? olan klor atomlar?d?r. Bir iyonu özellikleri bak?m?nda kendisine hiç benzemeyen atomlar?ndan ay?rmak için, atomu gösteren sembol üzerine kaydedilen elektronlar say?s? kadar (+) veya kazan?lan elektron say?s? kadar (-) i?areti konur. Böylece bir elektron kaybeden Sodyum atomu(Sodyum iyonu)nu ise Na+ sembolü ile, bir elektron kazanm?? klor atomu(klor iyonu)nu ise Cl- sembolü ile gösteririz. Gümü? nitrat? (AgNO3) n?n sudaki eriyi?inde ise bir elektron kaybetmi? gümü? atomlar?ndan ibaret gümü? iyonlar?(Ag+) ile bir elektron kazanm?? NO3 kökünden ibaret nitart iyonlar? (NO3-) bulunmaktad?r.
Bunlar gibi;

NaOH ?n eriyi?inde Na+ ve OH- iyonlar?,
CuSO4 ?n eriyi?inde Cu+2 ve SO4-2 iyonlar? ,
H2SO4 ?n eriyi?inde H+, H+ ve SO4-2 iyonlar?,
.................................................. .bulunmaktad?r.

 ?yonlar?n elektrotlara göçü : Bunun için, elektroliz kab?na dald?r?lm?? olan iki elektrotu bir üretecin kutuplar?na ba?lamak yeter. Bu i? yap?l?nca, Katota üretecin negatif kutbundan elektronlar gelir, Anottaki elektronlar?n bir k?sm? ise üretecin pozitif kutbuna çekilir ve böylece Anot pozitif, Katot ise negatif olarak yüklenmi? olur. Elektrotlar aras?nda olu?an elektrik alan?n?n etkisiyle, pozitif iyonlar katota negatif iyonlar ise anota do?ru göç ederler. Katota varan pozitif iyonlar, buradan kendilerini nötrleyecek kadar elektron al?rlar. Anoda geçen negatif iyonlar ise elektronlar? anota vererek nötr hale geçerler. Belli bir zaman süresi içinde katottan al?nan elektronlar?n say?s? ile anota verilen elektronlar?n say?s? ayn?d?r.
 ?kincil tepkimeler : Elektrotlarda nötrle?en iyonlar, atom veya atom gruplar? haline geçerek, kimyasal özelliklerini kazan?rlar. Sonra da ya aç??a ç?karlar ya da elektrodlara, elektrolite veya elektrolitin eritenine etki ederler. Bunlara ikincil tepkimeler denir. Bunlar her elektroliz olay?nda elektrotlar?n ve elektrolitin cinsine göre ba?ka ba?ka olurlar.




GÜMÜ? N?TRATININ SUDAK? ER?Y???N?N GÜMÜ? ELEKTROTLARLA ELEKTROL?Z?


 Gümü? nitrat? suda
AgNO3 Ag+ + NO3-
?eklinde çözü?erek, Ag+ ve NO3- iyonlar?n? suya salar.
 Gümü?ten olan elektrotlar bir üretecin uçlar?na ba?lan?rsa,
Ag+ iyonlar? katota ve NO3- iyonlar? ise anota giderler; ve Ag+
iyonlar? katottan elektron alarak NO3- ?yonlar? anota elektron
vererek nötrlenirler.
 ?kincil tepkimeler: Katotta:Yoktur. Serbest hale geçen Ag
atomlar? katota kaplan?rlar. Anotta: NO3 , gümü? anodu eriterek
NO3+Ag AgNO3 verir.
 Sonuç : Ba?lang?çta iyonlara çözü?en elektrolit sonunda
yine olu?ur.Anotta gümü? erir. Katotta ise gümü? birikir.
Bu i?lem elektrolizle kaplamaya veya ar?la?t?rmaya bir örnektir.


SODYUM SÜLFATIN SUDAK? ER?Y???N?N ELEKTROL?Z?


 Elektrolit suda,
Na2SO4 2Na++SO4-2
?eklinde çözü?erek Na+ veSO4-2 iyonlar?n? suya salar.
 Platin olan elektrotlarla elektroliz yapm?? olal?m:
Na+ iyonlar? katota, SO4-2 iyonlar? ise anoda göç ederler, nötrlenirler ve ?u tepkimeleri yaparlar.
 ?kincil Tepkimeler : Katotta: Nötr hale geçen Na atomlar? suya etki ederek
2Na+2H2O 2NaOH+H2
verirler.Hidrojen katottan kabarc?klar halinde ç?kar.
Anotta: Nötr hale gelen SO4, suya etki ederek:
SO4+H2O H2SO4+1/2O2
verir. Elektroliz kab? U ?eklinde bir cam boru olsa ve önceden anoda mavi turnusol, katoda ise fenol ftalein damlat?l?rsa, elektroliz s?ras?nda fenol ftaleinin, NaOH ?n etkisi ile, koyu k?rm?z? bir renk ald???; turnusolun ise, asit etkisi ile, pembele?ti?i görülür. Elektrolit kar??t?r?l?rsa, NaOH ve H2SO4 birbirlerini nötrlerler :
2NaOH+ H2SO4 Na2SO4+2H2O
ve renklenmeler kaybolur.
Sonuç : Elektroliz, suyun analizinden ba?ka bir ?ey de?ildir.


ELEKTROL?ZDEN YARARLANMALAR:

Kimya endüstrisinde, elektrolizden birçok yararlanma alanlar? var?r.Kimya derslerinde de aç?klanm?? olan birkaç örnek verelim:
 Birtak?m elemanlar?n elde edilmesi: Sudan oksijen ve hidrojen, ergimi? sodyum klorürden sodyum ve klor, ergimi? alüminyum oksidinden alüminyum elde edilir.
 Birtak?m madenlerin ar? hale getirilmesi : Bak?r, gümü?... gibi madenleri ar? hale getirmek için, elektrolizden yararlan?labilir. Bunun için, ar?la?t?r?lacak madeni anot, bu madenden yap?lm?? ar? bir çubu?u katot ve ayn? madeni elveri?li bir tuzunu elektrolit olarak almak ve anotla katot aras?na uygun bir potansiyel fark? uygulamak gerekir.
Bu ko?ullar alt?nda yap?lan elektroliz olay?nda; anottaki – ar? olmayan- maden erir, katotta ise ar? maden toplan?r. Uygulanan potansiyel fark?, ar?la?t?r?lacak madeni katoda biriktirecek bir de?erde seçilir.
 Metal kaplamac??? : Üzerine maden kaplanacak cisim katoda as?l?r. Elektrolit olarak kaplanacak metalin tuzlar?ndan biri al?n?r. Anot olarak da, çokças?, kaplanacak metalden yap?lm?? bir elektrot kullan?l?r.

FARADAY KANUNLARI
FARADAYIN B?R?NC? KANUNU :

Deney : Bir ak?m devresinde –içinde ayn? elektrolit (AgNO3) bulunan- ?ekilleri, elektrotlar? aras?ndaki uzakl?klar?, eriyi?inin s?cakl?k ve yo?unlu?u ba?ka ba?ka olan birçok voltmetreyi seri olarak ba?layal?m. Belli bir zaman sonra, bütün voltmetrelerin katotlar?nda toplanan gümü? miktarlar?n?n ayn? oldu?u anla??l?r.Demek oluyor ki, toplanan gümü? miktarlar?n?n ayn? oldu?u anla??l?r. Demek oluyor ki, toplanan gümü? miktar?, ne elektrotlar?n ?ekil ve uzakl?klar?na ve ne de elektrolitin s?cakl???na ve yo?unlu?una ba?l?d?r. Toplanan gümü? miktar? yaln?z, devreden geçen elektrik miktar?na ba?l?d?r. Faraday bu deneye göre ?u kanun bulmu?tur. // Bir elektroliz olay?nda ayr??an elektrolitin kütlesi, sadece, voltmetreden geçen elektrik miktar?na ba?l? ve onunla do?ru orant?l?d?r.














COULOMB ve AMPERE’?N ULUSLAR ARASI TANIMLARI

Faraday’ ?n elektrik miktar?n?n ve elektrik ?iddetinin pratik birimlerini tan?mlamaya yarar.
Coulomb, AgNO3’l? bir voltmetreden geçti?inde 1,118 mg. Gümü? aç??a ç?karak elektrik miktar?d?r.
Ampere, 1 sn.de 1,118 mg gümü? aç??a ç?karan bir ak?m?n ?iddetidir.
Bu tan?ma göre, Q coulomb,

M=QX1,118=I.t+1,118
Kadar gümü? aç??a ç?kar?r. 1 e?de?er gram(=108 gr) gümü? aç??a ç?karabilen elektrik miktar? ise :
coulomb

FARADAY’ IN ?K?NC? KANUNU :
Deney: ?çinde türlü elektrolitler (AgNO3,CuCl2,CuSO4,AuCl3...) bulunan voltmetreleri bir ak?m devresine, seri olarak ba?layal?m. Belli bir zaman içinde bütün voltmetrelerden ayn? elektrik miktar? geçer. Her voltmetrenn katodunda toplanan maden miktarlar? belirtilirse ?u sonuca var?l?r. Buna göre türlü elektrolitlerden ayn? elektrik miktar? geçti?inde aç??a maden(veya Hidrojen)miktarlar? bunlar? e?de?er a??rl?klar? ile do?ru orant?l?d?r.



1 e?de?er gram(=108 gr) gümü?ü aç??a ç?karmak için 96500 coulombluk bir elektrik
miktar? gereklidir. ?kinci kanuna göre, ayn? elektrik miktar?yla 63/2 gr bak?r 197/3 gr alt?n ve genel olarak A/η gr maden aç??a ç?kar?l?r. (A=atom a??rl???, “η” de?erli?idir.)
Faraday kanunlar?ndan herhangi bir (Q=I.t) yükünün aç??a ç?karabilece?i maden miktar? kolayca hesaplanabilir. Gerçekten, 96500 coulomb A/η gr maden biriktirilirse Q=I.t coulomb un biriktirece?i maden miktar? :

veya
ba??nt?s?yla hesaplanabilir.















Elektrolizi Kim Bulmu?tur?



Michael Faraday


Newington, Surrey, bugün Southwark – Hampton Court 1791-1867

Bir demir i?çisinin o?luydu. Londra’da bir kitapç? k?rtasiyede çal??maya ba?lad?, daha sonra bir ciltçinin yan?nda ç?rak oldu. Böylece çok say?da kitap okuma f?rsat?n? buldu ve özellikle Kimya ve elektri?e ilgi duydu. Geceleri Davy’nin Royal ?nstitution’da verdi?i derslere kat?ld? ve bilimsel konferanslar? izledi. Davy burada kendisine asistanl?k
görevi verdi; ayn? yerde 1825’te laboratuar müdürü, 1833’te de kimya profesörü oldu.
Kimya ile ilgili ilk ara?t?rmalar?nda maden kömürü katranlar?nda benzeni buldu. Basit bir aletin içinde s?k??t?rma ve so?utma yoluyla, ça??nda bilinen hemen hemen bütün gazlar? s?v?la?t?rmay? ba?ard?. Qersted’in bulu?undan sonra 1824 y?l?nda elektromanyetikli?i incelemeye ba?lad? ve bir m?knat?s?n elektrik ak?m? üzerindeki etkisini gözledi; böylece Ampére’in kuramlar?n? tamamlam?? oldu. Bu yolla, sürekli m?knat?slar?n etkisi alt?ndaki bir devreyi döndürmeyi ba?ard? ve elektrik motorunu çal??t?racak ilkeyi bulmu? oldu. 1831’de, ku?kusuz en önemli bulu?unu gerçekle?tirdi: mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren elektromanyetik indüklemeyi bularak dinamolar?n yap?m?n? sa?lad?.1833’te elektroliz kuram?n? ortaya koydu; olay?n ad?n?, elektrot ve iyon terimlerini ortaya att?: kendi ad?n? ta??yan nitelik ve nicelik yasalar?n? belirledi. Daha sonra elektrostatikle u?ra?t?, 1843’te elektroskopa ba?l? silindir yard?m?yla elektri?in korunumu ilkesini do?rulad?. Etkiyle elektriklenme kuram?n? ortaya koydu; çukur bir iletkenin ( Faraday kafesi) elektrostatik etkilere ekran olu?turdu?unu gösterdi. 1846’da elektrostatik enerjinin dielektriklerde yerle?ti?ini buldu. Bu bulu?u Maxwell’in elektromanyetiklik kuram?n? geli?tirmesine yard?mc? oldu ve elektrikle Hertz dalgalar? aras?ndaki ba??nt?lar? aç?klamaya yarad?. Yine bu bulu? yal?tkanlar?n özgül indükleme gücünü tan?mlamay? sa?lad?. 1838’de elektro-???ldama olay?n? ortaya koydu. 1845 tarihli son bulu?lar?, polarize ?????n manyetik alan üzerindeki etkisi de diyamanyetikliktir.

Ba?l?ca yap?tlar?:
Elektrikte Deneysel Ara?t?rmalar, 1839-1855 (Experimental Researches In Electricity)
Kimya ve Fizikte Deneysel ara?t?rmalar, 1850 ( Experimental Researches In Chemistry and Physics )

 

Videolu Soru zmleri

?km?? Sorular

Facebook Sayfam?z

Mesleki ve Teknik E?itim

Mesleki ve Teknik E?itim
mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterBugn1057
mod_vvisit_counterDn1237
mod_vvisit_counterBu Hafta7473
mod_vvisit_counterBu Ay21858
mod_vvisit_counterToplam7598540

Kimler evrimii

Şu anda 51 ziyaretçi çevrimiçi

[+]
  • Increase font size
  • Decrease font size
  • Default font size
  • default color
  • blue color
  • green color
Ödev