Bu soruda verilen CuSO₄ çözeltisine uygulanan elektroliz süreci sonrası Cu²⁺ iyonlarının derişimini bulmamız gerekiyor.
Önce elektrolizle açığa çıkan Cu miktarını hesaplayalım. Faraday Yasaları kullanılarak bir elektroliz işlemi sırasında geçen akımdan ne kadar madde açığa çıkacağını bulabiliriz.
Elektroliz için gerekli formül:
[ n = \frac{I \cdot t}{n \cdot F} ]
- ( n ): Açığa çıkan mol sayısı
- ( I ): Akım (amper)
- ( t ): Zaman (saniye)
- ( n ): Elektron sayısı (Cu²⁺ için 2)
- ( F ): Faraday sabiti (96500 C/mol)
Verilenler:
- ( I = 9.65 ) A
- ( t = 2 ) saat ( = 7200 ) saniye
Hesaplama:
Öncelikle mol sayısını bulalım:
[ n = \frac{9.65 \times 7200}{2 \times 96500} ]
[ n = \frac{69480}{193000} ]
[ n \approx 0.36 \text{ mol Cu açığa çıkar} ]
Başlangıçta 4M 500 mL CuSO₄ çözeltiniz var, yani baştaki Cu²⁺ miktarı:
[ 4 , \text{mol/L} \times 0.5 , \text{L} = 2 , \text{mol} ]
Elektroliz sonrası Cu miktarı:
[ 2 , \text{mol} - 0.36 , \text{mol} = 1.64 , \text{mol} ]
Hacim değişmediğinden yeni derişim:
[ \frac{1.64 , \text{mol}}{0.5 , \text{L}} = 3.28 , \text{M} ]
Sonuç:
E) 3,28