iltasyazilim
FD Üye
Elektrokimya Hakkında Veri
redoks reaksiyonlarının dengelenmesi elektrokimyasal hücreler standart elektrot potansiyeli elektrokimya nedir
Elektrokimya
Elektrokimya, kimya biliminin bir dalı olup elektronik bir iletken (metal, grafit, ya da yarı iletken) ile iyonik bir iletken (elektrolit) arayüzeyinde gerçekleşen reaksiyonları inceler
Eğer harici bir voltaj uygulanarak bir kimyasal tepkime meydana getiriliyor ya da, pilde olduğu gibi, bir kimyasal reaksiyon bir voltaja neden oluyorsa bu bir elektrokimyasal tepkimedur Bir molekülden diğerine doğrudan tartma taşınımı, elektrokimyanın konusu değildir
Tarihçe
16 ile 18 yüzyıllar arasındaki gelişmeler
16 asır, elektriğin yavaş yavaş anlaşılmaya başlandığı asır olmuştur Bu yüzyılda, İngiliz bilimadamı William Gilbert 17 yıl baştan başa ağırlıklı olarak manyetizma ve elektrik üzerine çalışmış ve bu çalışmaları ona manyetizmanın babası unvanını kazandırmıştır Gilbert, mıknatısların üretimi ve güçlendirilmesi üzerine öbür metotlar keşfetmiştir
1663'te Alman fizikçi Otto von Guericke, sürtünme ile çalışarak statik elektrik üreten ilk elektrik jeneratörünü ilerletti
1700'lerin ortalarında, Fransız kimyacı Charles François de Cisternay du Fay, benzer yüklerin birbirini ittiği, ters yüklerin birbirini çektiği iki öbür cins sabit elektriğin varlığını keşfetti
CharlesAugustin de Coulomb, 1781'de elektrostatik çekim kanununu ilerletti İtalyan hekim ve anatomik yapı uzmanı Luigi Galvani, 1791'de yazdığı eserinde (De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius(Latince: Elektriğin adale hareketlerine etkisi üzerine yorumlar)) kimyasal reaksiyonlar ve elektrik arasında bir köprü kurarak elektrokimyanın doğumunu belirledi
19 asır
1800'de, İngiliz kimyacılar William Nicholson ve Johann Ritter, suyu elektroliz yoluyla hidrojen ve oksijene ayrıştırmayı başardılar Kısa süre sonra Ritter, elektrokaplama prosesini keşfetti ve elektrolitik bir proseste, kaplanan metal ile üretilen oksijen miktarının elektrotlar arasındaki mesafeye ast olduğunu gözlemledi
1810 yılında, William Hyde Wollaston, galvanik pili daha da geliştirdi Humphry Davy'nin elektroliz üzerine yaptığı çalışmalar, kolay elektrolitik hücrelerde üretilen elektriğin, ters yüklü maddeler arasındaki kimyasal reaksiyonun ve kimyasal bağlanmanın bir sonucu olduğunu gösterdi
1820'de, Hans Christian Ørsted'in elektrik akımının manyetik etkisini keşfi, büyük çığır açan bir gelişmeydi AndréMarie Ampère, Ørsted'in deneylerini tekrarladı ve matematiksel olarak formüle etti
1821'de, EstonyalıAlman fizikçi Thomas Johann Seebeck iki ayrı metalin ek yerlerinde ısı farkı olduğunda elektriksel bir potansiyel oluştuğunu gösterdi
Alman bilimadamı Georg Ohm, 1827'de yayımladığı ünlü kitabı Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet(Galvanik devrenin matematiksel incelenmesi)'nde, günümüzde kendi adıyla aşina Ohm kanunu'nu açıkladı
Michael Faraday, gerçekleştirdiği elektrokimya deneylerinin sonuçlarını 1832 yılında ünlü iki kanunu ile açıkladı 1836'da John Daniell elektrik üretirken hidrojen çıkarmayan hücresini keşfetti
Alman bilimadamı Walther Nernst (1910'lu yıllar)
William Grove birincil yakacak hücresini 1839'da üretti 1846'da Wilhelm Weber elektrodinamometre'yi icat etti 1866'da Georges Leclanché günümüzde tüm dünyada yaygın olarak kullanılan çinkokarbon pili'nin ilk öncüsü kabul edilebilecek hücrenin patentini aldı
Svante August Arrhenius'un, 1884'te yayımladığı Recherches sur la conductibilité galvanique des électrolytes (Elektrolitlerin galvanik iletkenliği üzerine araştırmalar) adlı tezinin sonuçlarına göre, elektrolitler su içinde çözündüklerinde, değişen derecelerde ve elektriksel olarak ters yüklü iyonlara ayrışıyorlardı
1886'da Paul Héroult ve Charles M Hall, Michael Faraday'ın tanımladığı prensiplerden yararlanarak aluminyum eldesine karşın başarılı bir metot geliştirdiler
1894'te Friedrich Ostwald, organik asitlerin elektriksel iletkenliği ve elektrolitik parçalanması üstüne yaptığı çalışmalarını tamamladı
Walther Hermann Nernst 1888'de volta hücresinin elektromotor kuvvetinin teorisini geliştirdi Ertesi sene, üretilen akımın karakteristiklerinden yararlanarak, akımı üreten kimyasal reaksiyonun hür enerjisinin nasıl hesaplanacağını ifade eden ve günümüzde Nernst denklemi olarak aşina eşitliği oluşturdu
1898'de Fritz Haber, elektrolitik proseslerde eksi uç potansiyeli sabit tutulduğunda kayıtlı redüksiyon ürünlerinin meydana gelebileceğini gösterdi
20 yüzyıldaki ve yeni gelişmeler
* 1902'de The Electrochemical Society kuruldu
* 1909'da Robert Andrews Millikan, tek bir elektronun elektrik yükünü belirleme deneylerine başladı
* 1923'de Johannes Nicolaus Brønsted ve Thomas Martin Lowry, asit ve bazların nasıl davrandığına ilişkin teorilerini yayımladılar
* Arne Tiselius, 1937'de ilk gelişmiş elektroforetik cihazı yaptı ve protein elektroforezi ile ilgili çalışmalarından ötürü 1948 yılında Nobel Ödülü'ne değerinde görüldü
* 1949'da International Society of Electrochemistry kuruldu
* 1960 ve 1970'li yıllarda Revaz Dogonadze ve öğrencileri kuantum elektrokimyasını geliştirdiler
Prensipler
Redoks reaksiyonları
Elektrokimyasal prosesler, kendiliğinden meydana gelen ve elektrik üreten kimyasal reaksiyonların ya da bir elektrik akımının kimyasal bir reaksiyona yol açtığı proseslerdir Bir redoks reaksiyonunda, bir atom ya da iyonun oksidasyon derecesi (özetle elektrik yükü) elektron transferi sonucu değişir
Oksidasyon ve Redüksiyon
Bir elektrokimyasal reaksiyonda yer alan elementler, sahip oldukları elektron sayısı ile karakterize edilirler Bir iyonun oksidasyon seviyesi, nötr haline oranla aldığı ya da verdiği elektron sayısıdır Eğer bir atom veya iyon, bir reaksiyonda bir elektron verirse oksidasyon seviyesi yükselir, veya tam aksine, eğer elektron alırsa oksidasyon seviyesi düşer
Mesela, sodyum, klor ile reaksiyona girdiğinde bir elektron verir ve 1+ oksidasyon seviyesi kazanır Klor da böylece bir elektron alarak 1 oksidasyon seviyesi kazanır Oksidasyon seviyesinin işareti (+ veya oluşu) her bir iyonun elektronik yüküne aleyhinde kazanç Ters elektrik yüklü sodyum ve klor iyonlarının birbirini çekmesi, iyonik bono oluşturmalarının nedenidir
Bir maddennin elektron vermesi oksidasyon, elektron kazanması ise redüksiyondur Elektron veren bir madde redükleyici, elektron bölge madde ise oksitleyici olarak bilinir Oksitleyici madde reaksiyonda redüklenir, redükleyici madde ise oksitlenir
Oksidasyon ve redüksiyonun benzer anda meydana geldiği reaksiyonlar redoks reaksiyonları olarak bilinir Bu cins reaksiyonlarda maddelerden birisi elektron alırken diğeri elektron verir
Oksidasyonda bir oksitleyiciye gereksinim vardır Oksijen bir oksitleyicidir ama tek oksitleyici değildir Adına karşın, oksidasyon reaksiyonunda oksijenin bulunmasına lüzum yoktur Nitekim, bir alev, oksijenden diğer bir oksitleyici ile beslenebilir; mesela flor yangınları çoğunlukla kolay basit söndürülemez, zira flor, oksijenden daha kaslı bir oksitleyicidir (elektronegatifliği oksijenden daha yüksektir)
Redoks reaksiyonlarının dengelenmesi
Sulu çözeltilerdeki elektrokimyasal reaksiyonlar, redoks reaksiyonlarının iyonelektron metodu kullanılarak dengelenmesiyle daha iyi anlaşılır Bu metotta, H+ , OH iyonları, H2O ve elektronlar (oksidasyon değişikliklerini kompanse etmek için) hücrenin güyareaksiyonlarına ilave edilirler
*
redoks reaksiyonlarının dengelenmesi elektrokimyasal hücreler standart elektrot potansiyeli elektrokimya nedir
Elektrokimya
Elektrokimya, kimya biliminin bir dalı olup elektronik bir iletken (metal, grafit, ya da yarı iletken) ile iyonik bir iletken (elektrolit) arayüzeyinde gerçekleşen reaksiyonları inceler
Eğer harici bir voltaj uygulanarak bir kimyasal tepkime meydana getiriliyor ya da, pilde olduğu gibi, bir kimyasal reaksiyon bir voltaja neden oluyorsa bu bir elektrokimyasal tepkimedur Bir molekülden diğerine doğrudan tartma taşınımı, elektrokimyanın konusu değildir
Tarihçe
16 ile 18 yüzyıllar arasındaki gelişmeler
16 asır, elektriğin yavaş yavaş anlaşılmaya başlandığı asır olmuştur Bu yüzyılda, İngiliz bilimadamı William Gilbert 17 yıl baştan başa ağırlıklı olarak manyetizma ve elektrik üzerine çalışmış ve bu çalışmaları ona manyetizmanın babası unvanını kazandırmıştır Gilbert, mıknatısların üretimi ve güçlendirilmesi üzerine öbür metotlar keşfetmiştir
1663'te Alman fizikçi Otto von Guericke, sürtünme ile çalışarak statik elektrik üreten ilk elektrik jeneratörünü ilerletti
1700'lerin ortalarında, Fransız kimyacı Charles François de Cisternay du Fay, benzer yüklerin birbirini ittiği, ters yüklerin birbirini çektiği iki öbür cins sabit elektriğin varlığını keşfetti
CharlesAugustin de Coulomb, 1781'de elektrostatik çekim kanununu ilerletti İtalyan hekim ve anatomik yapı uzmanı Luigi Galvani, 1791'de yazdığı eserinde (De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius(Latince: Elektriğin adale hareketlerine etkisi üzerine yorumlar)) kimyasal reaksiyonlar ve elektrik arasında bir köprü kurarak elektrokimyanın doğumunu belirledi
19 asır
1800'de, İngiliz kimyacılar William Nicholson ve Johann Ritter, suyu elektroliz yoluyla hidrojen ve oksijene ayrıştırmayı başardılar Kısa süre sonra Ritter, elektrokaplama prosesini keşfetti ve elektrolitik bir proseste, kaplanan metal ile üretilen oksijen miktarının elektrotlar arasındaki mesafeye ast olduğunu gözlemledi
1810 yılında, William Hyde Wollaston, galvanik pili daha da geliştirdi Humphry Davy'nin elektroliz üzerine yaptığı çalışmalar, kolay elektrolitik hücrelerde üretilen elektriğin, ters yüklü maddeler arasındaki kimyasal reaksiyonun ve kimyasal bağlanmanın bir sonucu olduğunu gösterdi
1820'de, Hans Christian Ørsted'in elektrik akımının manyetik etkisini keşfi, büyük çığır açan bir gelişmeydi AndréMarie Ampère, Ørsted'in deneylerini tekrarladı ve matematiksel olarak formüle etti
1821'de, EstonyalıAlman fizikçi Thomas Johann Seebeck iki ayrı metalin ek yerlerinde ısı farkı olduğunda elektriksel bir potansiyel oluştuğunu gösterdi
Alman bilimadamı Georg Ohm, 1827'de yayımladığı ünlü kitabı Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet(Galvanik devrenin matematiksel incelenmesi)'nde, günümüzde kendi adıyla aşina Ohm kanunu'nu açıkladı
Michael Faraday, gerçekleştirdiği elektrokimya deneylerinin sonuçlarını 1832 yılında ünlü iki kanunu ile açıkladı 1836'da John Daniell elektrik üretirken hidrojen çıkarmayan hücresini keşfetti
Alman bilimadamı Walther Nernst (1910'lu yıllar)
William Grove birincil yakacak hücresini 1839'da üretti 1846'da Wilhelm Weber elektrodinamometre'yi icat etti 1866'da Georges Leclanché günümüzde tüm dünyada yaygın olarak kullanılan çinkokarbon pili'nin ilk öncüsü kabul edilebilecek hücrenin patentini aldı
Svante August Arrhenius'un, 1884'te yayımladığı Recherches sur la conductibilité galvanique des électrolytes (Elektrolitlerin galvanik iletkenliği üzerine araştırmalar) adlı tezinin sonuçlarına göre, elektrolitler su içinde çözündüklerinde, değişen derecelerde ve elektriksel olarak ters yüklü iyonlara ayrışıyorlardı
1886'da Paul Héroult ve Charles M Hall, Michael Faraday'ın tanımladığı prensiplerden yararlanarak aluminyum eldesine karşın başarılı bir metot geliştirdiler
1894'te Friedrich Ostwald, organik asitlerin elektriksel iletkenliği ve elektrolitik parçalanması üstüne yaptığı çalışmalarını tamamladı
Walther Hermann Nernst 1888'de volta hücresinin elektromotor kuvvetinin teorisini geliştirdi Ertesi sene, üretilen akımın karakteristiklerinden yararlanarak, akımı üreten kimyasal reaksiyonun hür enerjisinin nasıl hesaplanacağını ifade eden ve günümüzde Nernst denklemi olarak aşina eşitliği oluşturdu
1898'de Fritz Haber, elektrolitik proseslerde eksi uç potansiyeli sabit tutulduğunda kayıtlı redüksiyon ürünlerinin meydana gelebileceğini gösterdi
20 yüzyıldaki ve yeni gelişmeler
* 1902'de The Electrochemical Society kuruldu
* 1909'da Robert Andrews Millikan, tek bir elektronun elektrik yükünü belirleme deneylerine başladı
* 1923'de Johannes Nicolaus Brønsted ve Thomas Martin Lowry, asit ve bazların nasıl davrandığına ilişkin teorilerini yayımladılar
* Arne Tiselius, 1937'de ilk gelişmiş elektroforetik cihazı yaptı ve protein elektroforezi ile ilgili çalışmalarından ötürü 1948 yılında Nobel Ödülü'ne değerinde görüldü
* 1949'da International Society of Electrochemistry kuruldu
* 1960 ve 1970'li yıllarda Revaz Dogonadze ve öğrencileri kuantum elektrokimyasını geliştirdiler
Prensipler
Redoks reaksiyonları
Elektrokimyasal prosesler, kendiliğinden meydana gelen ve elektrik üreten kimyasal reaksiyonların ya da bir elektrik akımının kimyasal bir reaksiyona yol açtığı proseslerdir Bir redoks reaksiyonunda, bir atom ya da iyonun oksidasyon derecesi (özetle elektrik yükü) elektron transferi sonucu değişir
Oksidasyon ve Redüksiyon
Bir elektrokimyasal reaksiyonda yer alan elementler, sahip oldukları elektron sayısı ile karakterize edilirler Bir iyonun oksidasyon seviyesi, nötr haline oranla aldığı ya da verdiği elektron sayısıdır Eğer bir atom veya iyon, bir reaksiyonda bir elektron verirse oksidasyon seviyesi yükselir, veya tam aksine, eğer elektron alırsa oksidasyon seviyesi düşer
Mesela, sodyum, klor ile reaksiyona girdiğinde bir elektron verir ve 1+ oksidasyon seviyesi kazanır Klor da böylece bir elektron alarak 1 oksidasyon seviyesi kazanır Oksidasyon seviyesinin işareti (+ veya oluşu) her bir iyonun elektronik yüküne aleyhinde kazanç Ters elektrik yüklü sodyum ve klor iyonlarının birbirini çekmesi, iyonik bono oluşturmalarının nedenidir
Bir maddennin elektron vermesi oksidasyon, elektron kazanması ise redüksiyondur Elektron veren bir madde redükleyici, elektron bölge madde ise oksitleyici olarak bilinir Oksitleyici madde reaksiyonda redüklenir, redükleyici madde ise oksitlenir
Oksidasyon ve redüksiyonun benzer anda meydana geldiği reaksiyonlar redoks reaksiyonları olarak bilinir Bu cins reaksiyonlarda maddelerden birisi elektron alırken diğeri elektron verir
Oksidasyonda bir oksitleyiciye gereksinim vardır Oksijen bir oksitleyicidir ama tek oksitleyici değildir Adına karşın, oksidasyon reaksiyonunda oksijenin bulunmasına lüzum yoktur Nitekim, bir alev, oksijenden diğer bir oksitleyici ile beslenebilir; mesela flor yangınları çoğunlukla kolay basit söndürülemez, zira flor, oksijenden daha kaslı bir oksitleyicidir (elektronegatifliği oksijenden daha yüksektir)
Redoks reaksiyonlarının dengelenmesi
Sulu çözeltilerdeki elektrokimyasal reaksiyonlar, redoks reaksiyonlarının iyonelektron metodu kullanılarak dengelenmesiyle daha iyi anlaşılır Bu metotta, H+ , OH iyonları, H2O ve elektronlar (oksidasyon değişikliklerini kompanse etmek için) hücrenin güyareaksiyonlarına ilave edilirler
*