Soru 1
Bir gümüş derişim pilinde, bir yarı hücrede $[\text{Ag}^+] = 1.0 \times 10^{-3} \, \text{M}$, diğer yarı hücrede $[\text{Ag}^+] = 0.10 \, \text{M}$ bulunmaktadır. Her iki yarı hücrede gümüş elektrot kullanılmaktadır. $25^{\circ}\text{C}$'de bu pilin başlangıç potansiyeli kaç V'dur? (Nernst eşitliği: $E = E^{\circ} - \frac{0.0592}{n} \log Q$; $\log 100 = 2$)
- Doğru cevap
$\0.118 \, \text{V}$
- B
$\0.059 \, \text{V}$
- C
$\0.029 \, \text{V}$
- D
$\-0.118 \, \text{V}$
- E
$\0.236 \, \text{V}$
Çözüm
Derişim pillerinde standart potansiyel $E^{\circ} = 0$ V'dur çünkü aynı elektrot reaksiyonu vardır. Pil reaksiyonu: $\text{Ag}^+(\text{derişik}) \to \text{Ag}^+(\text{seyreltik})$. İndirgenme yüksek derişimli yarı hücrede, yükseltgenme düşük derişimli yarı hücrede olur. Bu nedenle, reaksiyon bölümü $Q = \frac{[\text{Ag}^+]_{\text{seyreltik}}}{[\text{Ag}^+]_{\text{derişik}}} = \frac{1.0 \times 10^{-3}}{0.10} = 1.0 \times 10^{-2} = 0.01$. Elektron sayısı $n = 1$ (gümüş için $\text{Ag}^+ + \text{e}^- \to \text{Ag}$). Nernst eşitliğini uygulayalım:
$$E = 0 - \frac{0.0592}{1} \log(0.01)$$
$\log(0.01) = \log(10^{-2}) = -2$. Dolayısıyla:
$$E = -0.0592 \times (-2) = 0.1184 \, \text{V}$$
Bu değer yaklaşık $0.118$ V'dir, bu da A şıkkına karşılık gelir. Pil potansiyeli pozitiftir çünkü derişim farkından dolayı kendiliğinden çalışır.