Elektrokimya

Pillerde indirgenme ve yükseltgenme, elektrokimyasal hücrelerde gerçekleşir. Elektrokimyasal hücrelerde indirgenme ve yükseltgenme şu şekilde gerçekleşir: Anot (yükseltgenme). Katot (indirgenme). Örnek bir elektrokimyasal hücre olan çinko-bakır pilinde: Anotta, bakır elektrot yükseltgenir ve Cu(k) → Cu²⁺ (suda) + 2e⁻ tepkimesi gerçekleşir. Çözeltideki Cu²⁺ derişimi artarken, bakır elektrotun kütlesi zamanla azalır. Katotta, gümüş iyonları gelen elektronları alarak indirgenir ve Ag⁺ (suda) + e⁻ → Ag(k) tepkimesi gerçekleşir. Çözeltideki gümüş iyonları indirgenirken, oluşan gümüş katısı elektrot üzerinde toplanır ve elektrot kütlesi artar.

Bir elektrodun potansiyeli, standart elektrot potansiyelleri ve çeşitli faktörlere bağlıdır: Elektrot cinsi: Farklı elektrotlar kullanıldığında hücre potansiyeli değişir. Sıcaklık: Pil tepkimeleri ekzotermik olduğundan, sıcaklık arttıkça pil potansiyeli azalır. Çözelti derişimleri: Derişimin değişmesi, elektrokimyasal hücre potansiyelini etkiler. Basınç (gazlar için): Sadece SHE içeren galvanik pillerde basıncı etkiler. Ayrıca, bir yarı hücredeki katsayının değiştirilmesi, elektrodun potansiyel değerini etkilemez.

Referans elektrot, diğer elektrotların potansiyellerinin karşılaştırılabilmesi için özel olarak tasarlanmış bir araçtır. Kullanım alanları: Elektrokimya. Analitik kimya. Katodik koruma. Bazı referans elektrot türleri: Gümüş/gümüş klorür (Ag/AgCl). Bakır/bakır sülfat (Cu/CuSO4). Çinko (Zn).

Standart hidrojen elektrodu (SHE) ve referans elektrot arasındaki temel fark, SHE'nin bir referans elektrot olarak kullanılmasıdır. Referans Elektrot: Bir elektrodun potansiyelini, referans elektrot ile hazırlanan elektrokimyasal hücrenin potansiyelinin ölçülmesiyle hesaplamak mümkündür. Standart Hidrojen Elektrodu: Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC) tarafından referans elektrot olarak hidrojen elektrodu seçilmiştir ve bu elektrodun standart elektrot potansiyeli sıfır (0) volt olarak kabul edilmiştir. Özetle, standart hidrojen elektrodu, diğer tüm elektrotların standart elektrot potansiyellerini bulmak için kullanılan bir referans elektrottur.

Elektrokimyasal pillerde gerilim (pil potansiyeli) hesabı, E0hücre = E0ind(katot) – E0ind(anot) veya E0hücre = E0ind(katot) – E0yük(anot) formülleriyle yapılır. Bu formüllerde: E0hücre, standart hücre potansiyelini; E0ind, standart indirgenme potansiyelini; anot ve katot, yarı hücrelerde gerçekleşen tepkimeleri ifade eder. Ayrıca, ΔE°pil = E°(katot) - E°(anot) formülü de kullanılabilir. Elektrotların cinsi, çözelti derişimleri ve sıcaklık gibi faktörler pil potansiyelini etkiler.

Evet, pil potansiyeli yüksek olan daha aktiftir. Bir metalin aktifliği, elektron verme potansiyeliyle doğru orantılıdır. Ayrıca, yükseltgenme potansiyeli yüksek olan elektrot anot, indirgenme potansiyeli yüksek olan elektrot ise katot olarak görev yapar.

Elektrokimyasal pillerin bazı özellikleri: Elektrik enerjisi üretimi: Kimyasal enerjiden elektrik enerjisi üretebilirler veya elektrik enerjisiyle kimyasal tepkime başlatabilirler. Bileşenler: Genellikle anot, katot ve elektrolit olmak üzere üç ana bileşenden oluşurlar. Redoks tepkimeleri: Anot yarı hücresinde yükseltgenme, katot yarı hücresinde ise indirgenme gerçekleşir. Elektron akışı: Dış devrede elektron akışı, anot yarı hücresinden katot yarı hücresine doğrudur. Gerilim: Anot ve katot yarı hücrelerindeki metallerin standart indirgenme eğilimleri farkından gerilim oluşur. Kullanım alanları: Portatif elektronik cihazlar, araçlar, saatler ve diğer birçok uygulamada yaygın olarak kullanılırlar. Çeşitler: Galvanik (voltaik) ve elektrolitik hücreler olarak ikiye ayrılırlar. Şarj edilebilirlik: Bazı piller şarj edilerek tekrar kullanılabilirken, diğerleri tek kullanımlık olarak tasarlanmıştır.

Elektrotlarda gerçekleşen temel tepkimeler yükseltgenme (oksidasyon) ve indirgenme (redüksiyon) reaksiyonlarıdır, yani redoks tepkimeleridir. Elektrotlarda meydana gelen bazı spesifik tepkimeler: Anot (yükseltgenme) tepkimesi: Örneğin, çinko elektrotta (anot) çinko iyonlarına dönüşürken elektron kaybeder: Zn (s) → Zn²⁺ (aq) + 2e⁻. Katot (indirgenme) tepkimesi: Örneğin, bakır elektrotta (katot) bakır iyonları elektron alarak bakır metaline dönüşür: Ag⁺ (aq) + e⁻ → Ag (k). Elektrotlarda ayrıca, elektroliz sırasında iyonların elektrotlara doğru hareket ederek yeni reaksiyonlara girdiği durumlar da vardır.

Korozyon, elektrokimya dalı ile ilgilidir. Elektrokimya, kimyasal reaksiyonlarla elektrik enerjisi üretimi veya elektrik enerjisiyle kimyasal dönüşümlerin incelenmesi konularını kapsar.

Platinum Black, Turkcell'in sunduğu bir tarifedir ve müşterilerine çeşitli ayrıcalıklar sağlar. Bu tarifenin bazı faydaları: Dijital platform üyelikleri: Birçok dijital platformda özel hediye üyelikler sunar. Alışveriş indirimleri: Anlaşmalı mağaza ve internet sitelerinde indirim fırsatları sağlar. Seyahat ayrıcalıkları: Havalimanı transferi ve araç kiralama gibi hizmetlerde avantajlar sunar. Sağlıklı yaşam ayrıcalıkları: Sağlıklı yaşam ve beslenme alanında özel indirimler sağlar. Diğer ayrıcalıklar: Tazedirekt.com'da indirim, çocuk giyiminde indirim, eğlence merkezlerinde özel fiyatlar gibi avantajlar sunar. Platinum Black tarifesi, faturalı hatlar için geçerlidir ve hem bireysel hem de kurumsal kullanım için uygundur.

Pil tepkimesi dengeye ulaştığında pil potansiyelinin sıfır olmasının nedeni, denge sağlandığında ΔG (serbest enerji değişimi) değerinin sıfıra eşit olmasıdır. Elektrokimyasal pil çalışırken pil gerilimi zamanla azalır ve sıfır olur.

Suyun elektrolizi, yani su molekülünün elektrik enerjisi ile ayrışma tepkimesi, endotermik bir süreçtir.

Galvanik akım yatağının çalışma prensibi hakkında bilgi bulunamadı. Ancak, galvanik akımın çalışma prensiplerinden bazıları şu şekildedir: Galvanik hücreler. Sürekli akımlar. Galvanik akım, tıpta fizik tedavi ve rehabilitasyon, dermatoloji ve kozmetik gibi alanlarda kullanılmaktadır. Galvanik akımla ilgili daha fazla bilgi için bir uzmana danışılması önerilir.

Elektronlar, anottan ayrılır çünkü anot, oksidasyonun gerçekleştiği elektrottur. Oksidasyon, bir türün elektron kaybetmesi olayıdır. Anotun pozitif yüklü olması, iki farklı duruma göre değişiklik gösterebilir: Birincil pil (galvanik hücre) söz konusu olduğunda. Elektrolitik hücre (örneğin, su elektrolizi) söz konusu olduğunda.

Dräger sensörlerinin çalışma prensibi, kullanılan sensör türüne göre değişiklik gösterir: PID (Fotoiyonizasyon Dedektörü) Sensörleri: Uçucu organik bileşenleri ppm veya ppb aralığında algılar. Kızılötesi Sensörler: Patlayıcı karışımlar ve CO2'nin izlenmesinde kullanılır. Dräger sensörlerinin genel çalışma prensipleri arasında: Kalibrasyon: Sensörlerin, ölçüm yapılacak olan gazları içermeyen havada kalibre edilmesi gerekir. Alarm Sistemi: Gaz konsantrasyonu alarm limitini aştığında görsel, işitsel ve titreşimli alarm verir. Dräger sensörlerinin doğru kullanımı için cihazın kullanım kılavuzuna başvurulması önerilir.

Anot, redoks (oksidasyon-redüksiyon) tepkimelerinde yükseltgenmenin gerçekleştiği elektrot olduğu için aşınır. Anotun aşınmasının bazı nedenleri: İki farklı metalin teması. Korozyon.

İyon sensörünün çalışma prensibi genellikle şu adımları içerir: 1. Elektrokimyasal reaksiyon: Hedef analit sensörle etkileşime girdiğinde, bir elektrik akımı, voltaj veya empedans değişikliği üreten bir elektrokimyasal reaksiyon gerçekleşir. 2. Elektrik sinyali: Bu sinyal ölçülür ve analitin konsantrasyonu ile ilişkilendirilir. 3. Sinyal işleme: Oluşturulan elektrik sinyali, sensör tarafından işlenir ve okunabilir verilere dönüştürülür. İyon sensörlerinin çalışma türlerinden bazıları: İyon seçici elektrotlar: Belirli iyon türlerine karşı yüksek seçicilik gösterir ve membran sayesinde ilgili iyonun varlığını tespit eder. Optik sensörler: İyonların konsantrasyonundaki değişiklikleri ışık absorpsiyonu veya floresans yoluyla belirler. Elektrokimyasal analiz cihazları: İyonların elektriksel özelliklerini ölçerek geçiş hızını belirler. Mikroakışkan teknolojileri: Sensörün boyutlarını küçültür ve hassasiyetini artırır. İyon sensörleri, su arıtma, kimya endüstrisi, biyoteknoloji, gıda ve ilaç üretimi gibi birçok sektörde kullanılır.

Elektrokimya için aşağıdaki kaynaklar kullanılabilir: Wikipedia: Elektrokimya hakkında genel bilgi ve tarihçe sunar. Ankara Üniversitesi Açık Ders Malzemeleri Sistemi: Elektrokimya ile ilgili temel kavramlar ve konular içerir. OMÜ AVYS Sistemi: Elektrokimya ile ilgili sunumlar ve notlar sunar. YouTube: Elektrokimya, elektroliz ve korozyon gibi konular hakkında videolar bulunur. Scribd: Elektrokimya ders notları içerir. Ayrıca, Temel Üniversite Kimyası (Erdik ve Sarıkaya) ve Genel Kimya (Petrucci ve Harwood) gibi kitaplar da elektrokimya konularında bilgi edinmek için faydalı olabilir.

Bakır, katot elektrotta indirgenir. Elektroliz sırasında, katottan anoda doğru pozitif yüklü iyonlar (katyonlar) akar ve burada indirgenirler.

Repolarizasyon sırasında doğrudan ATP harcanmaz. Ancak, repolarizasyondan sonra, hücre zarındaki iyon dengesinin korunması ve aksiyon potansiyelinin tekrar tetiklenebilmesi için enerjiye ihtiyaç duyulur. Özetle: Repolarizasyon sırasında: ATP harcanmaz. Sonrasında iyon dengesini sağlamak için: ATP harcanır.