Online Kolej
Kayıt Ol

12. Sınıf Kimya · Ünite 1

Elektroliz ile Metal Kaplama: Günlük Hayattan Laboratuvara

Elektroliz yönteminin günlük hayattaki kullanım alanlarını keşfedecek, kendi metal eşyalarımızı bakır ile kaplamanın kimyasal mekanizmasını öğreneceğiz.

Kazanım KİM.12.1.8 · 40 dk okuma

Merhaba sevgili gençler! Etrafınıza baktığınızda paslanmaz çelikten musluklar, pırıl pırıl parlayan araba jantları veya kararmayan altın kaplama takılar görürsünüz. Peki, normalde kolayca oksitlenebilen metallerin nasıl bu kadar dayanıklı ve estetik hâle getirildiğini hiç düşündünüz mü? Cevap, elektrokimyanın en büyüleyici uygulamalarından biri olan 'elektrolizle kaplama' işleminde gizlidir.

Günlük Hayattan Elektrolizle Kaplama Örnekleri

  • Otomotiv Sektörü: Araba tamponları, kapı kolları ve jantlarının korozyona karşı krom ile kaplanması.
  • Kuyumculuk: Zamanla kararması istenmeyen gümüş yüzük ve kolyelerin altın veya rodyum ile kaplanması.
  • Mutfak Eşyaları: Çelik çatal, kaşık ve bıçak takımlarının daha şık görünmesi için gümüşle kaplanması.
  • Elektronik: Hassas devre kartlarındaki iletken yolların paslanmaya karşı ince bir tabaka altınla kaplanması.

Elektrokaplama Hücresinin Anatomisi

Bir metali elektrolizle kaplamak için özel bir elektrokimyasal hücre tasarlamamız gerekir. Elektroliz olayında, doğada kendiliğinden gerçekleşmeyen (istemsiz) bir tepkimeyi, dışarıdan elektrik enerjisi vererek zorla gerçekleştiririz. Kusursuz çalışan bir kaplama sisteminin üç ana kahramanı vardır:

1. Katot (-): Kaplanmasını istediğimiz eşya (örneğin demir bir anahtar) her zaman güç kaynağının eksi kutbuna yani katoda bağlanır. İndirgenme burada olur ve metal yüzeyde birikir. 2. Anot (+): Kaplama malzemesi olarak kullanacağımız saf metal parçası anoda bağlanır. Buradaki metal yükseltgenerek çözeltiye geçer. 3. Elektrolit: Kaplama yapacağımız metalin iyonlarını bolca içeren, elektrik akımını ileten sulu çözeltidir.

DCAnot (+)Katot (-)Elektrolit

Sınıf İçi Deneyimiz: Demir Bir Anahtarı Bakırla Kaplayalım!

Şimdi laboratuvarda gruplara ayrılıyoruz. Her grubun görevi, kendi seçtiği demir bir anahtarı pırıl pırıl bakırla kaplamak. Deney malzemelerinizi hazırlarken, grup arkadaşlarınızla görev dağılımı yapmanız, birbirinizi dinlemeniz ve laboratuvar kurallarına uyarak sorumluluk almanız çok önemlidir. Bilim, mütevazı ve çalışkan beyinlerin iş birliğiyle ilerler!

Deney Tasarımımız: 1. Anahtarımızı güç kaynağının eksi (-) kutbuna bağlayarak KATOT yapıyoruz. 2. Saf bakır levhayı artı (+) kutba bağlayarak ANOT yapıyoruz. 3. Elektrolit olarak 1 Molar Bakır(II) Sülfat çözeltisi hazırlıyoruz.

Devreden akım geçmeye başladığında anotta bulunan saf bakır atomları elektron vererek aşınır ve çözeltiye geçer (Yükseltgenme):

Cu(k)→Cu2+(suda)+2e−Cu(k) \rightarrow Cu^{2+}(suda) + 2e^{-}

Çözeltideki bakır iyonları ise güç kaynağının yarattığı itici güçle katoda (anahtara) doğru göç eder. Orada elektron alarak metalik bakır hâlinde anahtarın yüzeyine yapışır (İndirgenme):

Cu2+(suda)+2e−→Cu(k)Cu^{2+}(suda) + 2e^{-} \rightarrow Cu(k)
auto_awesome

Elektroliz ile Metal Kaplama: Günlük Hayattan Laboratuvara: Alıştırma Soruları

  1. 1. Hangi eşyanın işlemden geçirilmesi, elektrolizle kaplamanın korozyonu önlemek veya estetik kazandırmak amacıyla yapılan günlük bir uygulaması DEĞİLDİR?

    • A) Araba tamponlarının kromla kaplanması
    • B) Gümüş yüzüklerin altınla kaplanması
    • C) Plastik poşetlerin fabrikalarda eritilip geri dönüştürülmesi
    • D) Musluk bataryalarının nikel ile kaplanması
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) Plastik poşetlerin fabrikalarda eritilip geri dönüştürülmesi

    Plastik poşetlerin geri dönüştürülmesi fiziksel ve ısıl bir işlemdir. Diğer seçenekler metallerin elektroliz yöntemiyle kaplanarak korozyondan korunması veya estetik görünüm kazanmasına örnektir.

  2. 2. Elektrolizle metal kaplama işlemi sırasında, kaplanmak istenen metal nesne (örneğin kolyenin kendisi) elektrokimyasal hücrenin hangi kısmına bağlanmalıdır?

    • A) Anot
    • B) Katot
    • C) Tuz köprüsü
    • D) Voltmetre
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) Katot

    Kaplanacak olan eşya her zaman güç kaynağının eksi kutbuna, yani katoda bağlanır. Çünkü kaplama yapacak metalin iyonları katotta indirgenerek nesnenin yüzeyinde toplanır.

  3. 3. Bir çelik çatalı gümüş (Ag) metali ile kaplamak isteyen bir öğrenci grubu, hücreyi kurarken anot olarak kullanacakları metali ve elektrolit çözeltisini nasıl seçmelidir?

    • A) Anot: Çelik / Elektrolit: Saf Su
    • B) Anot: Gümüş / Elektrolit: Gümüş Nitrat Çözeltisi
    • C) Anot: Gümüş / Elektrolit: Sodyum Klorür Çözeltisi
    • D) Anot: Bakır / Elektrolit: Gümüş Nitrat Çözeltisi
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) Anot: Gümüş / Elektrolit: Gümüş Nitrat Çözeltisi

    Kaplama işleminde, kaplamak istediğimiz metal saf olarak anotta yer almalıdır (Gümüş). Elektrolit çözeltisi de mutlaka kaplama yapacak olan o metalin (Gümüş) iyonlarını içermelidir.

  4. 4. Bir anahtarı bakırla kaplama deneyinde anot ve katot elektrotlarında gerçekleşen kütle ve olay değişimleri için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

    • A) Anotta indirgenme olur ve kütlesi artar.
    • B) Anotta kütle azalırken, katotta kütle artar.
    • C) Çözeltideki bakır iyonu derişimi sürekli hızla artar.
    • D) Katotta oksijen gazı çıkışı gözlemlenir.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) Anotta kütle azalırken, katotta kütle artar.

    Anotta saf bakır elektrot yükseltgenip çözülerek iyonlaştığı için anadun kütlesi azalır. Katotta ise bu iyonlar indirgenip metal yüzeyine yapıştığı için katodun kütlesi artar.

  5. 5. Elektrolizle kaplama işleminde, sisteme bağlanan DC güç kaynağının uygulaması gereken 'minimum potansiyel' değeri elektrokimyasal açıdan neyi ifade eder?

    • A) Çözeltideki iyonların buharlaşması için gereken ısı enerjisini
    • B) Sistemdeki istemli tepkimenin ürettiği standart pil gerilimini
    • C) İstemsiz olan tepkimeyi başlatmak ve sistemin iç direncini (aşırı gerilim) yenmek için gereken en düşük voltaj değerini
    • D) Katodun erime noktasına ulaşması için gerekli olan termal akımı
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) İstemsiz olan tepkimeyi başlatmak ve sistemin iç direncini (aşırı gerilim) yenmek için gereken en düşük voltaj değerini

    Elektroliz istemsiz bir olaydır. Tepkimenin gerçekleşebilmesi için dışarıdan uygulanacak voltajın, hücresel dirençleri ve varsa zıt yöndeki pil potansiyelini aşması gerekir; bu eşiğe minimum potansiyel denir.

1 soru daha seni bekliyor

Ücretsiz kaydol; Elektroliz ile Metal Kaplama: Günlük Hayattan Laboratuvara testini puanlı çöz, XP kazan ve takıldığın yeri yapay zeka öğretmenine sor.

Ücretsiz Kaydol