Elektroliz

1. Yukarıda tanımı verilen olay, metallerin saflaştırılmasından kaplamaya kadar pek çok sanayi süreçte kullanılır. Bu olayın adı nedir?

• A) Elektroliz
• B) Korozyon
• C) Nötralleşme
• D) Çökelme
• E) Damıtma

Doğru cevap: A — Elektroliz galvanik hücrenin tersidir: elektrik enerjisi kimyasal enerjiye çevrilir ve istemsiz tepkime yürütülür.

1. Tepkime kendiliğinden gerçekleşmiyor.
2. Dışarıdan elektrik veriliyor.
3. Bu olay elektrolizdir.

2. Tabloda iki hücre türü karşılaştırılmış, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan dönüşüm hangisidir?

• A) Kimyasal → Elektrik
• B) Isı → Kimyasal
• C) Elektrik → Kimyasal
• D) Işık → Elektrik
• E) Kimyasal → Isı

Doğru cevap: C — İki hücre birbirinin tersidir. Galvanik hücre elektrik üretir, elektrolitik hücre elektrik tüketerek istemsiz tepkimeyi yürütür.

1. Elektrolitik hücrede tepkime istemsizdir.
2. Dışarıdan elektrik verilir.
3. Elektrik enerjisi kimyasal enerjiye çevrilir.

3. Elektrolitik hücrede elektrotların işaretleri sorulmaktadır. Doğru eşleştirme hangisidir?

• A) Anot negatif, katot pozitif
• B) İkisi de pozitif
• C) İkisi de negatif
• D) Anot pozitif, katot negatif; işaretleri güç kaynağı belirler
• E) İşaretleri yoktur

Doğru cevap: D — Elektrolitik hücrede işaretleri dış güç kaynağı dayatır ve galvanikteki işaretlerin tersidir. Buna karşın anotta yükseltgenme, katotta indirgenme kuralı hiç değişmez.

1. İşaretleri dış güç kaynağı belirler.
2. Galvanikteki işaretlerin tersidir.
3. Anot (+), katot (−) olur.

4. Bir öğrenci, elektrolitik hücrede işaretler ters olduğu için tepkimelerin de yer değiştirdiğini düşünmektedir. Bu düşünce doğru mudur?

• A) Doğrudur, tepkimeler yer değiştirir
• B) Yanlıştır; anot her zaman yükseltgenmenin, katot her zaman indirgenmenin olduğu elektrottur
• C) Kısmen doğrudur
• D) Yalnız suda doğrudur
• E) Belirlenemez

Doğru cevap: B — Anot ve katot tanımları tepkime türüne göre yapılır, işarete göre değil. İşaretler hücre türüne göre değişir; tanımlar değişmez.

1. Anot tanımı: yükseltgenmenin olduğu elektrot.
2. Katot tanımı: indirgenmenin olduğu elektrot.
3. Bu tanımlar işaretten bağımsızdır.

5. Elektrolizde açığa çıkan madde miktarının neye bağlı olduğu sorulmaktadır. Doğru açıklama hangisidir?

q = I \cdot t

• A) Yalnız akım şiddetine
• B) Yalnız süreye
• C) Devreden geçen toplam yüke, yani akım ile sürenin çarpımına
• D) Elektrot boyutuna
• E) Kabın hacmine

Doğru cevap: C — Her elektron bir iyonu belirli oranda dönüştürür; toplam dönüşüm devreden geçen toplam elektron sayısıyla, yani yükle orantılıdır.

1. Dönüşüm elektron aktarımıyla olur.
2. Toplam elektron sayısı toplam yüke karşılık gelir.
3. $q = I \cdot t$; madde miktarı bu çarpımla orantılıdır.

6. Bir elektroliz düzeneğinde akım şiddeti sabit tutulup süre iki katına çıkarılmaktadır. Katotta biriken metal kütlesi nasıl değişir?

m \propto I \cdot t

• A) Değişmez
• B) İki katına çıkar
• C) Yarıya iner
• D) Dört katına çıkar
• E) Sıfırlanır

Doğru cevap: B — Kütle toplam yükle doğru orantılıdır; akım sabitken yük süreyle doğru orantılı artar.

1. Kütle $\propto q = I \cdot t$
2. $I$ sabit, $t$ iki katına çıkıyor.
3. Kütle de iki katına çıkar.

7. Bir elektrolizde 2 A akımla 30 dakikada belirli bir kütlede metal biriktirilmiştir. Aynı kütleyi 15 dakikada biriktirmek için akım kaç A olmalıdır?

I_1 t_1 = I_2 t_2

• A) 1
• B) 2
• C) 8
• D) 4
• E) 6

Doğru cevap: D — Aynı kütle aynı toplam yük demektir; $I \cdot t$ çarpımı sabit kalmalıdır.

1. $q = I \cdot t$ sabit tutulacak.
2. Süre yarıya iniyor.
3. Akım iki katına çıkmalı: 4 A

8. Aynı yük geçirildiğinde $\text{Ag}^{+}$ ve $\text{Cu}^{2+}$ iyonlarından açığa çıkan mol sayıları karşılaştırılmaktadır. Doğru karşılaştırma hangisidir?

• A) Eşittir
• B) Bakır iki kat fazladır
• C) Gümüş iki kat fazladır; bir gümüş iyonu bir, bir bakır iyonu iki elektron alır
• D) Bakır dört kat fazladır
• E) Belirlenemez

Doğru cevap: C — Bir mol bakır oluşması için iki mol elektron gerekir; gümüş için bir mol yeter. Aynı yük iki kat daha çok gümüş açığa çıkarır.

1. $\text{Ag}^{+} + e^- \to \text{Ag}$: 1 elektron
2. $\text{Cu}^{2+} + 2e^- \to \text{Cu}$: 2 elektron
3. Aynı yükte gümüş iki kat fazla oluşur.

9. Suyun elektrolizinde katotta ve anotta toplanan gazlar sorulmaktadır. Doğru eşleştirme hangisidir?

• A) Katotta hidrojen, anotta oksijen
• B) Katotta oksijen, anotta hidrojen
• C) İkisinde de hidrojen
• D) İkisinde de oksijen
• E) Hiçbir gaz çıkmaz

Doğru cevap: A — Katotta indirgenme olur; hidrojen iyonları elektron alıp hidrojen gazına dönüşür. Anotta yükseltgenme olur ve oksijen açığa çıkar. Hacim oranı 2:1’dir.

1. Katotta indirgenme olur.
2. Hidrojen indirgenir, gaz olarak çıkar.
3. Anotta yükseltgenme olur: oksijen.

10. Suyun elektrolizinde katotta toplanan gaz hacminin anottakinin iki katı olduğu ölçülmüştür. Bu oranın nedeni nedir?

H_2 : O_2 = 2 : 1

• A) Hidrojenin hafif olması
• B) Katodun büyük olması
• C) Suyun bileşimindeki hidrojen-oksijen mol oranının 2:1 olması
• D) Anottaki gazın çözünmesi
• E) Sıcaklık farkı

Doğru cevap: C — Suyun formülünde iki hidrojen bir oksijene karşılık gelir; ayrışma da bu oranda olur. Aynı koşullarda eşit mol sayısı eşit hacim kapladığı için hacim oranı da 2:1 çıkar.

1. Su iki hidrojen ve bir oksijenden oluşur.
2. Ayrışma bu mol oranında gerçekleşir.
3. Eşit koşullarda hacim oranı da 2:1’dir.

11. Saf suyun elektrolizinde akımın çok zayıf geçtiği, az miktarda tuz eklenince olayın hızlandığı gözlenmektedir. Bu gözlemin açıklaması nedir?

• A) Tuzun su ile tepkimeye girmesi
• B) Saf suda serbest iyon sayısının çok az olması; iyonlar akımı taşıyan türlerdir
• C) Suyun ısınması
• D) Tuzun elektrot olması
• E) Suyun buharlaşması

Doğru cevap: B — Çözeltide akımı elektronlar değil hareketli iyonlar taşır. Saf su çok az iyonlaştığı için iletkenliği düşüktür; elektrolit eklemek iyon sayısını artırır.

1. Çözeltide akımı iyonlar taşır.
2. Saf suda iyon sayısı çok azdır.
3. Elektrolit eklenince iletkenlik artar.

12. Alüminyumun cevherinden elektrolizle elde edildiği ve bu süreçte çok yüksek enerji harcandığı bilinmektedir. Bu enerjinin gerekliliği nasıl açıklanır?

• A) Cevherin ağır olması
• B) Fabrikaların büyük olması
• C) İşlemin uzun sürmesi
• D) Alüminyumun ucuz olması
• E) Alüminyumun çok aktif bir metal olması; iyonlarını indirgemek için büyük enerji gerekmesi

Doğru cevap: E — Aktif metaller elektron vermeye çok yatkındır; tersini yaptırmak, yani iyonu metale indirgemek büyük enerji ister. Alüminyum geri dönüşümünün bu kadar değerli olmasının nedeni de budur.

1. Alüminyum çok aktif bir metaldir.
2. İyonu indirgemek istemsiz bir süreçtir.
3. Yüksek enerji gerekir.

13. Grafikte elektrolizde biriken metal kütlesinin geçen yüke göre değişimi verilmiştir. Grafiğin doğrusal olmasının nedeni nedir?

• A) Her elektronun belirli miktarda maddeyi dönüştürmesi; kütlenin yükle doğru orantılı olması
• B) Sıcaklığın sabit olması
• C) Elektrodun büyük olması
• D) Çözeltinin derişik olması
• E) Akımın değişmesi

Doğru cevap: A — Elektrolizde dönüşüm miktarı aktarılan elektron sayısıyla belirlenir. Yük ile elektron sayısı doğru orantılı olduğu için kütle-yük grafiği bir doğrudur.

1. Her elektron belirli miktarda madde dönüştürür.
2. Yük, elektron sayısıyla orantılıdır.
3. Kütle yükle doğru orantılıdır.

14. Bakırın elektrolizle saflaştırılması sürecinde kirli bakır anot, saf bakır katot olarak kullanılmaktadır. Bu düzenin gerekçesi nedir?

• A) Kirli bakırın ucuz olması
• B) Anodun ısınması
• C) Katodun küçük olması
• D) Kirli bakırın çözünüp saf bakır olarak katotta birikmesi; safsızlıkların dipte çamur olarak kalması
• E) Bakırın renginin değişmesi

Doğru cevap: D — Anotta bakır yükseltgenip çözeltiye geçer, katotta yeniden metal olarak birikir. Bakırdan daha soy safsızlıklar çözünmez ve anot çamuru olarak dibe çöker; bu çamur çoğu kez altın ve gümüş içerir.

1. Anotta kirli bakır yükseltgenip çözünür.
2. Katotta saf bakır olarak birikir.
3. Safsızlıklar anot çamurunda kalır.

15. Elektroliz düzeneğine uygulanan voltaj kademeli olarak artırılmakta, belirli bir değerin altında hiçbir tepkime gözlenmemektedir. Bu eşiğin nedeni nedir?

• A) Devrenin kopuk olması
• B) Elektrotların küçük olması
• C) Kabın küçük olması
• D) Çözeltinin soğuk olması
• E) İstemsiz tepkimeyi yürütmek için en az, o tepkimenin potansiyeli kadar voltaj gerekmesi

Doğru cevap: E — Tepkimenin istemsizliği bir potansiyel engelidir. Uygulanan voltaj bu değeri aşmadıkça elektron aktarımı başlamaz; pratikte biraz fazlası da gerekir.

1. İstemsiz tepkimenin negatif bir potansiyeli vardır.
2. Bu engeli aşacak voltaj gerekir.
3. Altındaki voltajda tepkime başlamaz.

16. Sanayide sofra tuzu çözeltisinin elektrolizinden klor gazı ve sodyum hidroksit elde edildiği bilinmektedir. Bu sürecin önemi nedir?

• A) Ucuz ve bol bir hammaddeden temel sanayi kimyasallarının üretilmesi
• B) Tuzun tüketilmesi
• C) Suyun temizlenmesi
• D) Enerjinin depolanması
• E) Tuzun renklendirilmesi

Doğru cevap: A — Deniz suyundan elde edilen tuz, elektrolizle klor, hidrojen ve sodyum hidroksite dönüştürülür. Üçü de plastikten kâğıda pek çok sanayinin temel girdisidir.

1. Hammadde ucuz ve boldur.
2. Elektrolizle üç değerli ürün elde edilir.
3. Bu ürünler sanayinin temel girdileridir.

17. Tabloda aynı çözeltide yapılan iki elektroliz karşılaştırılmış, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan değer hangisidir?

• A) $m$
• B) $2m$
• C) $6m$
• D) $3m$
• E) $1{,}5m$

Doğru cevap: D — Kütle akım ile sürenin çarpımıyla orantılıdır; iki deneyin çarpımları karşılaştırılır.

1. Deney 1: $2 \cdot 10 = 20$
2. Deney 2: $4 \cdot 15 = 60$
3. Oran 3 katı → $3m$

18. Bazı elektroliz düzeneklerinde anot olarak grafit kullanıldığı görülmektedir. Bu seçimin nedeni nedir?

• A) Grafitin ucuz olması
• B) Grafitin ısıtması
• C) Grafitin renk vermesi
• D) Grafitin ağır olması
• E) Grafitin tepkimeye girmeyip anotta yükseltgenecek türe yüzey sağlaması

Doğru cevap: E — Aktif bir anot kendisi çözünürdü ve istenen tepkime yerine elektrot yükseltgenirdi. İnert anot yalnız elektron aktarımına aracılık eder.

1. Anotta çözeltideki tür yükseltgenmeli.
2. Aktif elektrot kendisi çözünürdü.
3. Grafit tepkin değildir, yalnız yüzey sağlar.

19. Bir öğrenci elektrolizde biriken kütlenin akım şiddetine bağlı olduğunu göstermek istemektedir. Sabit tutması gereken değişkenler hangileridir?

• A) Yalnız kabın rengi
• B) Elektroliz süresi ve çözeltinin türü
• C) Yalnız odanın sıcaklığı
• D) Yalnız elektrot rengi
• E) Yalnız ölçüm saati

Doğru cevap: B — Kütle $I \cdot t$ çarpımıyla belirlenir; süre değişirse fark akımdan mı süreden mi geldiği anlaşılamaz. Çözelti türü de aktarılan elektron sayısını etkiler.

1. Bağımsız değişken: akım şiddeti.
2. Kütle $I \cdot t$ ile orantılıdır.
3. Süre ve çözelti sabit tutulur.

20. Elektrolizde istemsiz tepkime dışarıdan verilen elektrikle yürütülür; anotta yükseltgenme, katotta indirgenme olur ve açığa çıkan madde miktarı geçen yükle orantılıdır. Bu bilgiye dayanarak aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

• A) Akım ya da süre artarsa biriken kütle artar.
• B) Elektrolitik hücrede enerji dönüşümü galvanikin tersidir.
• C) Anot ve katot tanımları iki hücrede de aynıdır.
• D) Suyun elektrolizinde katotta hidrojen toplanır.
• E) Elektrolitik hücrede anot negatif yüklü olduğu için orada indirgenme olur.

Doğru cevap: E — İki hata bir arada: elektrolitik hücrede anot pozitiftir ve her hücrede anotta yükseltgenme olur. İşaretler hücre türüne göre değişse de tepkime tanımları değişmez.

1. Elektrolitik hücrede anot pozitiftir.
2. Anotta her zaman yükseltgenme olur.
3. Verilen yargı iki bakımdan da yanlıştır.