Enstrümantal Analiz Soru Çözümü

Potansiyometri, bir indikatör elektrot (örneğin platin elektrot) ve bir referans elektrot kullanarak redoks çiftinin elektrot potansiyelini ölçer. Demir(II)/Demir(III) çifti için, ölçülen potansiyel Nernst denklemi ile konsantrasyon oranına bağlıdır: $$E = E^0 + \frac{0.059}{n} \log \frac{[Fe^{3+}]}{[Fe^{2+}]}$$ burada $n=1$ elektron transferi vardır. Bu yöntem doğrudan, hızlı ve yüksek seçicilik sağlar. Diğer seçenekler daha az uygundur: voltametri daha karmaşık sinyaller verir, konduktometri toplam iyonik konsantrasyonu ölçer, spektrofotometri absorbsiyon esaslı olup seçicilik düşüktür, kromatografi ise bu tür iyonik redoks çiftlerinin ayrımı için optimize edilmemiştir.

Kuvvetli asit-kuvvetli baz titrasyonunda, eşdeğerlik noktası asit ve bazın mol sayılarının eşit olduğu noktadır. Mol sayısı hesaplaması için $n_{\text{asit}} = n_{\text{baz}}$ formülünü kullanırız. Asit için: $$n_{\text{HNO}_3} = C_{\text{HNO}_3} \cdot V_{\text{HNO}_3} = 0.02\,\text{M} \times 0.050\,\text{L} = 0.001\,\text{mol}$$ Baz için: $$n_{\text{KOH}} = C_{\text{KOH}} \cdot V_{\text{KOH}} = 0.05\,\text{M} \times V_{\text{KOH}}$$ Eşitlik kurarsak: $$0.001 = 0.05 \cdot V_{\text{KOH}} \implies V_{\text{KOH}} = \frac{0.001}{0.05} = 0.02\,\text{L} = 20\,\text{mL}$$ Bu nedenle, eşdeğerlik noktasına ulaşmak için 20 mL KOH gerekir.

Öncelikle hesaplamaları yapalım: Formal potansiyel $$E^{\circ'} = \frac{E_{pa} + E_{pc}}{2} = \frac{0.60 + 0.50}{2} = 0.55 \text{ V}$$ yani A seçeneği doğrudur. $\Delta E_p = E_{pa} - E_{pc} = 0.60 - 0.50 = 0.10 \text{ V} = 100 \text{ mV}$, bu nedenle B seçeneği yanlıştır. $n=1$ için tersinir bir sistemde $\Delta E_p$ teorik olarak $59 \text{ mV}$ olmalıdır. $100 \text{ mV} > 59 \text{ mV}$ olduğundan, sistem tersinir değildir; C seçeneği yanlıştır. Formal potansiyel, pik potansiyellerinin ortalamasıdır, farkı değildir; D seçeneği yanlıştır. Anodik pik potansiyeli (oksidasyon) genellikle katodik pik potansiyelinden (redüksiyon) daha pozitiftir; E seçeneği yanlıştır. Dolayısıyla, sadece A seçeneği doğrudur.