Kimya ve Elektrik Konu Anlatımı

Kimyasal olaylar yalnızca madde değişimlerini değil, aynı zamanda enerji dönüşümlerini de içerir. Bu ünitede, kimyasal reaksiyonların elektriksel etkilerini ve elektrik enerjisinin kimyasal olayları nasıl yönlendirdiğini inceleyeceğiz.

Elektron alışverişine dayalı olan redoks (indirgenme–yükseltgenme) tepkimeleri, kimyasal enerji ile elektrik enerjisi arasındaki ilişkiyi kurar. Bu bağlamda;

• Pillerde enerji üretilirken,

• Elektroliz olaylarında enerji harcanır.

Bu ünitede, galvanik hücreler (pil sistemleri) ile elektrik üreten kimyasal sistemleri, elektroliz yoluyla elektrikle yürütülen tepkimeleri, iyonların hareketini, yükseltgenme basamaklarını ve standart elektrot potansiyellerini detaylıca göreceksin.

Günlük hayatta karşılaştığımız pillerden metal kaplamaya kadar pek çok olayın ardında kimya ve elektriğin iş birliği vardır. Bu ünitedeki bilgilerin, hem temel bilimsel kavrayışını güçlendirecek hem de sayısal çözüm becerilerini artıracaktır.

🔹 1. Redoks Tepkimeleri (İndirgenme – Yükseltgenme)

▪ Yükseltgenme:

• Elektron verme olayıdır.

• Yükseltgenen maddenin yükseltgenme basamağı artar.

▪ İndirgenme:

• Elektron alma olayıdır.

• İndirgenen maddenin yükseltgenme basamağı azalır.

▪ Redoks:

• Elektron alışverişiyle gerçekleşen tepkimedir.

🔹 2. Yükseltgenme Basamağı Hesaplama

Kurallar:

• Elementler: 0

• Grup 1A: +1, Grup 2A: +2

• Oksijen: Genellikle –2

• Hidrojen: Genellikle +1

• Bileşiklerin toplamı = 0, iyonlarınki = iyon yükü

🔹 3. Elektrokimyasal Hücreler (Galvani Pili)

• Kimyasal enerji → elektrik enerjisine dönüşür.

• Anot: Yükseltgenmenin olduğu kutup (–)

• Katot: İndirgenmenin olduğu kutup (+)

Elektron akışı: Anot → Katot
Tuz köprüsü: Devrenin tamamlanmasını sağlar, iyon geçişi yapar.

🔹 4. Standart Elektrot Potansiyeli (E°)

• Standart şartlarda (25 °C, 1 atm, 1 M), yarı hücrelerin indirgenme eğilimidir.

• E° hücre = E°(katot) – E°(anot)

• E° > 0 ise pil çalışır.

🔹 5. Elektroliz

• Elektrik enerjisi → kimyasal enerjiye dönüşür.

• Tepkime dışarıdan elektrikle zorla gerçekleştirilir.

• Genellikle eritilmiş tuzlar ya da sulu çözeltiler kullanılır.

Anot (+ kutup): Yükseltgenme
Katot (– kutup): İndirgenme

Örnek:
NaCl (suda) → Na⁺ + Cl⁻
Katot: Na⁺ + e⁻ → Na
Anot: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻

🔍 Örnek Soru:

Soru: Aşağıdaki tepkimelerden hangisi redoks tepkimesidir?
A) HCl + NaOH → NaCl + H₂O
B) Ag⁺ + e⁻ → Ag
C) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl
D) CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
E) NH₃ + HCl → NH₄Cl

Çözüm:
CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O tepkimesinde karbon ve oksijen yükseltgenme basamakları değişir → redoks tepkimesidir.
Cevap: D

AYT Kimya ve Elektrik Testi

1. Aşağıdaki tepkimelerden hangisi redoks tepkimesidir?
A) HCl + NaOH → NaCl + H₂O
B) BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄ + 2NaCl
C) Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu
D) AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃
E) HNO₃ + NH₃ → NH₄NO₃

2. Yükseltgenme olayı aşağıdakilerden hangisidir?
A) Elektron alma
B) Proton alma
C) Elektron verme
D) Hidrojen alma
E) Oksijen verme

3. Aşağıdakilerden hangisi galvani pil için doğrudur?
A) Elektrik → kimyasal enerji
B) Kimyasal → elektrik enerjisi
C) Katotta yükseltgenme olur
D) Anotta indirgenme olur
E) Tuz köprüsü elektron taşır

4. Bir galvanik pilde elektron akışı hangi yöndedir?
A) Katot → anot
B) Tuz köprüsünden çözücüye
C) Anot → katot
D) Dış devreden elektrotlara
E) Elektrottan çökeleğe

5. E°(katot) = +0,80 V ve E°(anot) = –0,20 V olan bir pilin gerilimi kaçtır?
A) +1,00 V
B) +0,60 V
C) +0,40 V
D) –0,60 V
E) –1,00 V

6. Elektrolizde katotta ne olur?
A) Yükseltgenme
B) İyon çıkışı
C) İndirgenme
D) Tuz oluşumu
E) pH artışı

7. Aşağıdaki iyonlardan hangisi indirgenmeye uğrayarak katotta toplanabilir?
A) Na⁺
B) Cl⁻
C) SO₄²⁻
D) NO₃⁻
E) OH⁻

8. 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻ tepkimesi ne tür olaydır?
A) İndirgenme
B) Asit–baz
C) Yükseltgenme
D) Nötralleşme
E) Çözünme

9. Aşağıdakilerden hangisi pil tepkimesinde anot görevindedir?
A) İndirgenen madde
B) Elektron alan madde
C) Elektron veren madde
D) Tuz köprüsü
E) Suda çözünmeyen madde

10. Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ tepkimesinde Cu için ne söylenebilir?
A) İndirgeniyor
B) Elektron alıyor
C) Yükseltgeniyor
D) Nötrleşiyor
E) İyonik bağ yapıyor

✅ Cevap Anahtarı:

1. C

2. C

3. B

4. C

5. A

6. C

7. A

8. C

9. C

10. C