Elektrot Potansiyelleri

Her iki hücredeki bakır ve gümüş iyonları konsantrasyonu 0,0200 M olduğunda, 0,412 V’luk bir potansiyel ortaya çıkar ve bu da reaksiyonun dengede olmadığını gösterir. Reaksiyon ilerledikçe, bu potansiyel küçülür ve dengede 0,000 V olur:

Başlangıçta, [Cu2+] = 0,0200 M [Ag+] = 0,0200 M

Eanot = 0,2867 V Ekatot = 0,6984 V

Ehücre = Ekatot - Eanot = 0,412 V

Dengede, [Cu2+] = 0,0300 M [Ag+] = 2,7 x 10-9 M

Eanot = 0,2919 V Ekatot = 0,2919 V

Ehücre = Ekatot - Eanot = 0,000 V

Bütün potansiyel ölçme cihazları sadece potansiyel farklarını ölçer. Bir (bağıl) yarı-hücre potansiyelini veya bir maddenin elektrot potansiyelini ölçmek için voltmetrenin bir ucu ilgili yarı-hücreye bağlanır. Diğer uç, bir referans yarı-hücreye bağlanır. Böyle bir elektrot tersinir ve yüksek tekrarlanabilirliğe sahip olmalıdır (SHE, SCE gibi).

Standart Hidrojen Referans Elektrodu

Tersinir ve tekrarlanabilirliği iyi olan ve potansiyeli 0,000 V olarak kabul edilen yarı-hücreye Standart Hidrojen

Elektrot (SHE veya NHE) denir.

2H+(aq) + 2e– ↔ H2(g)

Bu elektrot tersinirdir, yani bağlandığı yarı-hücreye göre hem anot hem de katot olarak çalışır.

Anot olduğunda H2, H+’ya

Katot olduğunda H+, H2’ye dönüşür.

Söz konusu elektrot yerine genellikle Ag/AgCl ya da SCE kullanılmaktadır.

Elektrot potansiyeli, katot gibi davranan söz konusu elektrot ile anot gibi davranan SHE’den oluşan bir hücrenin potansiyelidir.

Örnek:

Bir standart referans elektroda önce Ag+ içerisinde Ag metali içeren bir yarı-hücreyi bağlayalım.

Gümüş elektrot hidrojene göre pozitiftir. Dolayısıyla elektronlar gümüş elektroda gider. Bu yüzden elektrot potansiyeli pozitif işaretli olur:

Ag+ + e- ↔ Ag(k) E0Ag+ = + 0,799 V

Standart referans elektroda sonra Cd+ içerisinde Cd metali içeren bir yarı-hücreyi bağlayalım.

Kadmiyum elektrot hidrojene göre negatiftir. Dolayısıyla elektronları ters çevirip kadmiyum elektroda yönlendirmek (kadmiyumu katot yapmak) için ise dışardan negatif potansiyel uygulanması gerekir:

Cd2+ + 2e- ↔ Cd(k) E0Cd2+ = – 0,403 V

Buna göre bir elektrot potansiyelinin işareti, indirgenmenin SHE’ye göre kendiliğinden olup olmadığını gösterir.

Yazının diğer bölümleri için:

ELEKTROKİMYAYA GİRİŞ: Yükseltgenme/İndirgenme (Redoks) Reaksiyonları

Yükseltgenme/İndirgenme (Redoks) Reaksiyonları Bölüm 2 : Elektrot Potansiyelleri

Yükseltgenme / İndirgenme (Redoks) Reaksiyonları Bölüm 3 : Nerst Eşitliği ve Uygulamaları

Yükseltgenme/İndirgenme (Redoks) Reaksiyonları Bölüm 4 : Redoks denge sabitlerinin hesaplanması