Kimya Deneyleri- Suyun Elektrolizi

DENEY ADI: Suyun Elektrik Enerjisi İle Ayrışması (Elektroliz)

DENEYİN AMACI: Elektrik enerjisini kullanarak suyu kendisini oluşturan saf maddelere (oksijen ile hidrojene) ayrıştırmak.

TEORİK BİLGİ:

Elektroliz: Bileşikleri elektrik yardımı ile bileşenlerine ayırmaktır.

Elektrolit:Bir kimyasal maddenin kendisini çözen sıvı içerisinde çözünerek elektrik iletkenliği gösteren çözeltilere elektrolit denir.

İyon:Yüklü atom ve ya atom gruplarıdır.

Elektrot:Elektrolit içerisine daldırılan elektrik iletkenliği yüksek olan metal tellerdir.

Anot: Güç kaynağının negatif kutbuna bağlanan pozitif yüklü elektrottur.

Katot: Güç kaynağının pozitif kutbuna bağlanan negatif yüklü elektrottur.

Anyon: Atomların elektron almış halleridir. Eksi(-) yükle yüklenmiş atom ve ya atom grupları olarak da tanımlanabilir.

Katyon: Atomların elektron vermiş halleridir. Pozitif(+) yükle yüklenmiş atom ve ya atom grupları olarak adlandırılır.

Hidrojen: Renksiz, kokusuz, aşırı patlayıcı bir gazdır. Bilinen en hafif gazdır.Kimyasal maddeler arasında yoğunluğu en az olan maddedir.Hidrojenin bağ enerjisi oldukça yüksek olduğundan hidrojenin tepkimeleri yüksek sıcaklıkta gerçekleşir.

Oksijen: En çok bulunan elementlerdendir. Çoğu mineralde oksijen başka bir elementle birleşmiştir. Normal koşullarda renksiz kokusuz ve tatsız bir gazdır. Oksijenin tepkimeleri flordan sonra gelen en elektronegatif element olmasına rağmen,tepkimeleri beklenenden çok daha yavaştır bunun sebebi oksijenin bağ enerjisinin yüksek olmasıdır.       

Elektrolizin hızlanması için suyun içine iletkenliği artırıcı maddeler konur.(asit,baz,tuz)                                                                                        

KULLANILAN MALZEMELER

       2 adet elektrot

         1 Adet beherglas

        2 adet bunzen  kıskacı

       1 adet pil

       Bağlantı kablosu

       H₂SO₄

       Üç ayak

       Su

       Bağlama parçası

DENEYİN YAPILIŞI

1.     Beherglasın içerisine bir miktar su konulur.Suyun içerisine 3-4 damla H₂SO₄ damlatılır.Su bir spatül yardımı ile karıştırılır.

2.     Deney tüplerine su doldurulur ve hava kaçmayacak şekilde suya ters çevrilip daldırılır.

3.     Deney tüplerinin içerisine elektrotlar yerleştirilir.

4.     Bağlama kabloları pil yatağına takılır ve elektrik akımı sağlanır.

5.     Deney tüplerindeki değişim gözlenir.

DENEYİN SONUCU

       İki deney tüpünde de gaz çıkışı gözlendi.

       Hidrojen gazı katotta birikmiştir.

       Oksijen gazı anotta birikmiştir.

       Anotta biriken gazın miktarı katotta birikenden azdır.

KAZANIMLAR

Elektrik enerjisinin ucuz olduğu ülkelerde hidrojen ve oksijen ihtiyacı bazen bu yöntemle giderilir.Elektroliz,akım şiddetlerinin,özellikle de voltmetrelerdeki 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,sidik yolu(üretra) ya da yemek borusu daralmalarının tedavisinde v.b. kullanılır.

Elektroliz, öncelikle, elektrolizle metalürjilerde, metallerin hazırlanmasında (çözünmez anot) ya da arıtılmasında (çözünür anot) kullanılır. Elektroliz, ayrıca, galvanoplastide, bir elektrolitik metal birikimiyle 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) baş vurulan 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.

DENEYİN YORUMU

v     Hidrojen gazının katotta birikmesinin nedeni katotun güç kaynağının negatif kutbuna bağlanmasındandır.negatif yüklü elektrot pozitif yüklü iyonu kendine çekmiştir.

v          Oksijen gazının anotta birikmesinin nedeni anot elektrotunun güç kaynağının pozitif kutbuna bağlanmasındandır.Pozitif yüklü elektrot negatif yüklü iyonu kendine çekmiştir.

v        Anotta biriken gazın miktarının katotta birikenin yarısı kadar olmasının nedeni H₂O bileşiğinde H elementinin 2 tane O elementinin 1 tane olmasındandır.

v       Gaz çıkışı gözlenmesinin nedeni elektrotlarda biriken iyonların tutunacak yer bulamayıp birleşip molekül oluşturmalarındandır.

v       Yapılan deneylerde devreden 1coulombluk yükün geçmesi durumunda anotta 0,06cm³ oksijen gazı ve 0,12cm³hidrojen gazı birikir.

v     Katot da deney tüpünün alt kısmında pembe renk oluşur bölge kısmi olarak baz olduğu için pembe renk alır.  Yani hidrojenin olduğu kısım renk alır.

Anot: 2H₂O ↔ 4H⁺ +O₂ + 4e

2∕Katot: 2H₂O + 2e ↔ H₂ (g) + 2OH^-

Toplam: 6H₂0 ↔ 2H₂ + 4OH^- + O₂ + 4H⁺

KAYNAKÇA:

      Deney föyü

      http://www.yeniforumuz.biz/showthread.php?481834-Elektrolizin-Uygulama-Alanlar%C4%B1

Kimya Deneyleri- Pil ve Akü Deneyi

              

DENEY NO: 3

DENEYİN AMACI: Pil ve akülerin çalışma sitemi, kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüşümünün anlaşılması

TEORİK BİLGİ:

     Bir elektrik akımının yönü sabit veya değişken olabilir. Elektrik devresinde elektrik akımı sürekli aynı yönde akıyor ve yönü hiç değişmiyorsa bu akıma doğru akım, bu akımı sağlayan kaynaklara da doğru akım kaynakları denir. Doğru akım kaynakları pil, doğru akım jeneratörü ve akümülatörlerdir. 

Pil : Kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemlere pil denir.Pillerin içinde kimyasal enerji elektrik enerjisine dönüşürken pilin kutupları arasında potansiyel fark meydana gelir. Bu potansiyeller eşit oluncaya kadar piller devreye akım verir.

Pillerin Sınıflandırılması:

1)a.     Primer Piller

b.    Sekonder piller (akümülatörler)

2)

a.Reversibil Piller

b.İreversibil Piller

Elektro kimyasal piller ise iki ana gruba ayrılır.

1)       Elektrolitik Piller

2)       Galvanik Piller

Elektrik enerjisi kaynağı olarak kullanılan galvanik piller sanayi pilleridir.Sanayi pilleri kendi aralarında üçe ayrılır :

Primer Piller: Bu piller pilin enerjisini sağlayan maddelerden biri tükendiği zaman çalışmaz hale gelen pillerdir. Bu piller şarj olmazlar, yenileyebilmek için pilde, tükenen maddeyi yeniden koymak gerekir. En önemli türleri kuru pil ve alkali pillerdir. 

Sekonder Piller (akümülatörler): Enerji kaynaklarından bir ya da ikisi bittiğinde zıt bir akımla tekrar doldurulabilen pillerdir. Akümülatörler hem teker teker kullanılabilirler, hem de kurşun asit akümülatörlerinde olduğu gibi birkaç tanesi seri olarak bağlanarak kullanılabilir.Akümülatörler kullanılan çözelti ve elektrotlara göre adlandırılırlar.En önemli iki tip akümülatör vardır. 

       Kurşun asit akümülatörler: Bu akümülatörün anodu gözenekli kurşun, katodu ise PbO₂ hamuru ile kaplıdır.Akümülatörlerin en çok kullanılan çeşididir.Kurşunlu akümülatörler ilk kullanıldıklarında 2,2 voltluk gerilime sahiptirler. Çalışmaya başladıktan sonra gerilimi 2 volta düşer ve çalışması bu voltla devam eder.Akümülatörler kullanılmaya başlandığında her iki elektrotta da kurşun sülfat birikmeye başlar. Çözeltideki sülfürik asit miktarı giderek azalır. Buna bağlı olarak da akümülatörün devreye verdiği akım azalır, dolayısıyla iş göremez hale gelir.Bu duruma gelen akü tekrar doğru akım güç kaynağına bağlanarakşarj edilir. Akümülatörün şeması;

Pb^-     H2SO_4(çöz)       PbO₂,Pb⁺

Pil çalışırken gerçekleşen reaksiyonlar;

Anotta;

Pb       Pb⁺² +2e^-

Pb⁺²  + SO4^-2     PbSO₄ + 2e^-

Pb + SO4^-2      PbSO₄ +2e^-

 

Katotta;

 PbO₂  + 4H⁺ +2e^-         Pb⁺² +2H₂O

Pb⁺² +   SO4^-2   PbSO₄     

PbO₂  +4H⁺+SO₄^-2 + 2e^-        PbSO⁺ + 2H₂O

Toplam reaksiyon bu reaksiyonların toplamından olur.

 

Pb + PbO2 + 2H2SO4                           2PbSO4 + 2H2O

 

                                            dolma

 

       Alkali akümülatörler:Bu akümülatörlerin yaygın üç tipi vardır.

 

             I.      Nikel demir akümülatörleri

           II.      Nikel kadminyum akümülatörleri:En yaygın olarak kullanılan alkali akümülatördür. Gerilimi yaklaşık 1,2 volttur.

         III.      Gümüş Çinko akümülatörleri

 

Tüm alkali pillerde dikkat edilecek noktalardan biri de elektrolitin, havanın karbondioksiti ile teması sonucunda karbonatlaşarak aktivitesinin azalmasını önlemektir. Bunun için de elektrolitin konsantrasyonu sık sık kontrol edilmeli ve akünün kapaklarının iyi kapatılarak elektrolitle havanın temasının önlenmesi gerekir. Kapakların üzerini parafinle sıvamak iyi olur.

 

C.  Yakıt Pilleri:Kimyasal enerjiyi yüksek bir verimle elektriksel enerjiye çeviren primer pillerdir. Şarj olmazlar fakat yapımları sağlam ve kusursuz ise uzun zaman kullanılabilirler.

 

Galvanik piller de kendi aralarında şöyle gruplandırılır.

A)KONSANTRASYON PİLLERİ

1)Elektrolit konsantrasyon pilleri: Bu pillerin elektrotları aynı maddeden fakat farklı konsantrasyonlardadır. Metal iyonu pilleri bu sınıftandır. 

a)Taşımalı Piller

b)Taşımasız Piller

2)Elektrot konsantrasyon Pilleri:Bu pillere malgama elektrotlarından oluşmuş piller örnek olarak gösterilebilir.

B)KİMYASAL PİLLER

a)Taşımalı Piller

b)Taşımasız Piller

C)FİZİKSEL PİLLER

a)Yerçekimi Pilleri

b)Alotropik Piller

            Piller en basit yapılı üreteçlerdir. Birçok pilin bir araya gelmesiyle batarya adı verilen düzenekler oluşur. Bataryalardaki pil sayısı arttıkça bataryanın elektrik akımı da artar. En basit akım kaynakları pillerdir.

 

Kuru Pil: İletken bir sıvı içerisine ayrı özellikte iki ayrı iletken çubuk koyarak kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürebilecek bir pil yapabiliriz. En basit pil aynı cins eriyik içerisine batırılmış cins iki elektrottan  ibarettir.

 

            Kuru pilde pozitif elektrot silindir şeklinde bir karbon (kömür) çubuktur. Negatif kutup ise çinkodan yapılmış bir kaptır. Karbon çubuğun çevresi %75 mangan dioksit ile %25 kadarı toz grafitten oluşan bir karışımla sarılmıştır. Bu karışım %20’lik amonyum klorür çözeltisi ile nemlendirilir. Pilin elektroliti amonyum klorür çözeltisidir. Çinkodan yapılmış olan negatif elektrot öteki maddeler için kap görevini de görür.  ……(1)

 

            Kuru pil akım verirken çinko kap çözünerek çinko klorür (ZnCl₂ ) oluşturur. Kömür çubuk çevresinde hidrojen gazı toplanır. Bu gaz ise yükün geçişini zorlaştırır. Kömür çubuk etrafında mangan dioksit, manganın başka oksitlerine dönüşerek hidrojenin bu olumsuz etkisini azaltır.

 

            Doğru akım kaynaklarından biri de güneş pilleridir. Güneş pilleri güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürürler. Bu piller doğru akım verdiğinden doğru akım kaynağı olarak kullanılırlar. Günümüzde saatlerde, hesap makinelerinde, uydularda ve elektrik aletlerinde kullanılmaktadır.

 

            Bunlardan başka doğru akım jeneratörleri de doğru akım kaynaklarıdır. Bu jeneratörler çeşitli enerjileri doğru akım enerjisine dönüştürürler. Dinamolar da hareket enerjisini doğru akım enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Bisikletlerde ve taşıtlarda kullanılırlar.  

Korozyon : Korozyon, metallerin tepkimeye girerek, iyon, oksit veya hidratlı hidroksit durumuna geçmesi olayıdır. Bu olayın ekonomik etkisi çok önemlidir. Her yıl, yıllık çelik üretiminin dörtte biri kadar bir kayba sebep olur. Genellikle en sık rastlanan korozyon çeşidi elektrokimyasal türdendir. Korozyon durumundaki metal, gerçekte kısa devre yapmış bir pil gibi davranır. Elektrokimyasal pillerin kendiliğinden oluşması genellikle tehlikelidir.  

KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER :

       Beher

       İki adet üzerinde PbO₂ ve Pb bulunan plaka

       Saf su ve H₂SO₄ çözeltisi

       İki adet krokodilli kablo

       1 adet duy

       1 adet 1.5 voltluk ampul

Deneyin Yapılışı

500 ml lik beherin içine belli bir miktarda su koyduk. Suyun içine sülfirik asit koyduk. Suya, üzeri Pb ve PbO₂     ile kaplanmış plakaları daldırdık.

.     Plakalar kablo vasıtasıyla anahtara ve lambaya bağladık. Ve anahtarı açtık, lambanın yandığını gördük. Eğer sülfirik asit çözeltisini artırsaydık lambanın parlaklığının arttığını gözlemlerdik.

Deneyi şekli

Deneyin Sonucu:

Plakaları daldırmış olduğumuz devrede anahtarı açınca devredeki lambanın yandığını gördük. Plaka olarak gri renkli olan kurşun, kahverengi tonunda olan ise kurşun oksittir. Deneyi başarıyla sonuçlandırdık. Ampül yandı.

Kazanımlar:

Öğrenci;

Bir pilin kutuplarında anot katot kutuplarını belirleyebilir.

Kullandığı pili çöpe atmaz.

Pille çalışırken nasıl çalışacağını öğrenir.

Deneyin yorumu:

  Ampulün yanması  bize kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüştüğünü gösterdi. Aküler doldurulurken elektrotlardaki tepkimeler ters yönde yürür. Elektriksel enerji kimyasal enerjiye dönüşür. Bu yüzden, yani aküler tekrar tekrar doldurulup boşaltılabildikleri için kullanışlıdırlar.

Hazırladığımız çözeltide hangi madde yükseltgeniyorsa onda birikme olur.

Deney bağlama şeklimize göre artı ya da eksi kutuplu değerler alır.

anot: 

Redoks tepkimelerinde yükseltgenmenin gerçekleştiği elektrottur. 


Katot'un antisi olarak tanımlanabilecek, pozitifliği ve negatifliği duruma göre değişen iletken uç. Elektroliz reaksiyonunda, anot artı uç olur (genelde böyledir). Galvanik kimyasal pil reaksiyonlarında ise anot eksi yüklü olur. 



Katot , indirgenmenin gerçekleştiği elektrottur. Anot'un antisi olarak tanımlanabilecek, pozitifliği ve negatifliği duruma göre değişen iletken uç. Devreden akım geçirmesi için dış etkiye gerek yoksa, katot eksi uç olur. Galvanizli olan kimyasal pil reaksiyonunda ise katot artı yüklü olur. 
 

Kaynakça:

 http://www.anadolutayfasi.net/kimya/55491-anot-katot-demektir.html#ixzz1pTTwo0eb

Deney föyü

Kimya Deneyleri- Na2SO4 ün Elektrolizini Öğrenmek

Deney adı: Na2SO4 ün Elektrolizi

Deneyi amacı: Na2SO4 ün elektrolizini öğrenmek

Teorik bilgi:

            Elektroliz: Kendiliğinden oluşmayan bir kimyasal tepkimenin, elektrik enerjisi yardımıyla gerçekleştirilmesine, yani elektrik enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşmesi olayına elektroliz denir.

Elektroliz, bir elektrik akımı tarafından aşılan bir elektrolitin uğradığı ayrışmadır. Bu akımın elektrolit içinde iletilmesiyle birlikte elektroliz 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 ile ilgili bazı terimler: Elektrolit: İçinde serbest iyon bulunduran ortamlara denir. Elektrot: Elektrolit içine batırılan metallere denir. Anot: Bir elektroliz kabında, üreticinin pozitif kutbuna bağlı elektrota denir. Katot: Elektroliz kabında, üreticinin negatif kutbuna bağlı elektrota denir. 

            Bir metalden elektrik akımı geçerken kimyasal bir değişmenin olmadığını biliyoruz. Ancak iyonlar içeren bir sıvıdan elektrik akımı geçirilirse kimyasal bir değişme gerçekleşir; + yüklü iyonlar indirgenebilir, - yüklü iyonlar da yükseltgenebilir. Yani redoks tepkimesi gerçekleşir. 

            Yükseltgenmenin olduğu elektrota; ANOT, indirgenmenin olduğu elektrota; KATOT adı verilir.

Kullanılan Araç ve Gereçler:

      Üç ayak

      Bağlama parçası

      Bünzen kıskacı

      Deney tüpü (2 adet)

      Elektrot

      Na2SO4

      Beher

      Fenolftaleyn

      Bağlantı kabloları

      Pil yatağı (2 adet)

Deneyin Yapılışı:

Beherin içine su ve NA2SO4 koyduk. Gücü arttırmak için 2 tane güç kaynağını seri bağladık. Beherin içine deney tüpleri yerleştirip kabloları pile bağlayıp düzeneği tamamladık. Başka bir beherin içine su fenolftaleyn ve sodyum (Na) metali koyduk. Na suyla hızlı bir şekilde tepkimeye girdi ve ses çıktı. Bizim yaptığımız deneyde ses çıkmadı yani Na tepkimeye girmedi.

Deneyin Sonucu:

Katot da pembe renk oluştu. Deneyde Na metalinin suyla tepkimesinde hidrojen gazı açığa çıkmaz.

Deneyin yorumu:

Katot: (-)

H2O(s) + 1 e → 1∕2 H2 (g) + OH-

Na(k) + H2O → 1∕2 H2(g) + Na(aq)+ +OH-(aq)    

Anot: (+)

SO4(aq) → S2O8(aq) + 2e

H2O → 1∕2O (g) + 2e + 2H+(aq)

16S+6 → 1s2 2s2 2p6

8O-2 → 1s2 2s2 2p6

Fs= 16.1∕2² = 4 brm  Fo= 8.1∕2²=2 brm

Önce oksijenden elektron çıkıyor. Çünkü oksijen 2 brmlik, kükürt 4 brmlik çekiliyor.

Na2SO4(k) + H2O(s) → Na+(aq) + SO4-2(aq) →Elektroliz→ H2(g) + 1∕2 O2(g) + 2Na+(aq) + 2SO4-2 (aq)

Kaynakça:

Deney föyü

Kimya Deneyleri: Elektroliz ile Bakır Kaplama

DENEYİN ADI: Elektroliz İle Bakır Kaplma

DENEYİN AMACI: Elektroliz olayının öğrenilmesi ve bir metal parçasının bakır ile kaplanması

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 iletkenlikdenir. 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.

Kullanılan araç ve gereçler:

      Beher glas

      Metal Parçası (1 tl)

      Bakır elektrot

      Krokodil

      Bakır sülfat

      Bağlantı kabloları

      Ampül

      Kurşun plaka

      Kurşun oksit plaka

      Pens (parayı tutarken)

      HNO3 asiti

      NaOH bazı

      Plakaların içinde bulundurulan asit H2SO4 asitidir.

DENEYİN YAPILIŞI:

          Mavi su bakır sülfat çözeltisidir. Pil deneyindeki gibi düzenek kurulur. Beherde sülfirik asit vardır. (H2SO4) Parayı yani metal parçası olarak kullandığımız 1 tl yi temizleriz. Once asite sonra suya, baza tekrar suya batırıp temizleriz. Temizlerken kullandığımız asit HNO3 asitidir. Baz ise NaOH bazıdır. Parayı temizlerken pens yardımıyla tuttuk. Pil deneyi gibi kurduğumuz zdüzenekte beherde kurşun ve kurşun oksit plaka vardır. Krokodil ile ampere bağlayıp amperdeki değeri ölçtük. Amerde ölçtüğümüz değer 0.2 amperdi. Gri renkli olan plakaya parayı kahverenkli olan plakaya ise bakırı krokodiller yardımıyla tutturduk.

Ve bakırın kaplanması için geçen süreyi not ettik. Deneyi yaparken kurşun ve kurşun oksit kaplamalarının tükenip tükenmediğini kontrol etmek için krokodiller yardımıyla ampüle bağladık ve ampülün yanıp yanmadığını kontrol ettik.

                                       

 

DENEYİN SONUCU

Bakırın kaplanması için geçen süre 15 dk dır. 15 dk =15*60 sn= 900 sn

 Ampermetrede okuduğumuz değer 0.2 dir.

Burdan q=I*t formülünden geçen yükün miktarını buluruz

             q = 0.2* 900= 180 C

1 F                96.500 C

x F                 180 C                     denkleminden x i yani devreden geçen faradı x=180/96.500

x=1.86

                                           

Ma/td = 63.55/4 = 15.88 gr Cu

1F                 15.88 gr Cu

180/96.500     x                                     denkleminden x=1.86*15.88= 29,62 buluruz.

DENEYİN YORUMU:

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.

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.

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.

KAYNAKÇA:

- Deney föyü

.     Prof. Dr. Ender Erdik, Prof. Dr. Yüksel Sarıkaya; Temel Üniversite Kimyası Cilt-1, s. 472-474-475