Elektrokimyasal Eşdeğer nedir? Nasıl Tanımlanır? İlk hangi bilim insanı bu terimi ortaya atmıştır? Elektrokimyasal Eşdeğer konu anlatımı.
ELEKTROKİMYASAL EŞDEĞER , bir coulomb elektriğin geçişi ile elektrolizde üretilen veya tüketilen bir kimyasal element veya bileşik miktarı. Coulomb, bir amperlik akımın bir saniyede geçirdiği elektrik yükünün miktarıdır. Elektrokimyasal eşdeğerlik kavramı , 1830’larda İngiliz bilim adamı Michael Faraday‘ın araştırmasından gelmektedir .
Faraday deneylerinde bir dizi çözeltiden seri olarak bir elektrik akımı geçirdi. İlk olarak, bir elektrolitik hücredeki elektrotlardaki kimyasal ayrışma miktarının, geçen elektrik miktarıyla (akım ve zamanın ürünü) doğru orantılı olduğunu buldu. İkinci olarak, aynı miktarda elektrik tarafından serbest bırakılan farklı elementlerin veya bileşiklerin miktarlarının, bunların eşdeğer ağırlıklarıyla doğru orantılı olduğunu buldu. Eşdeğer ağırlık, bir atom ağırlığı hidrojen ile birleşen maddenin ağırlığıdır.
Faraday, şu anda faraday olarak bilinen bir miktar olan 96.500 coulomb elektriğin , gram cinsinden eşdeğer ağırlığına eşit bir miktarda madde üretmek veya tüketmek için gerekli olduğunu buldu. Böylece elektroliz sırasında, bir faraday elektrik, bir gram hidrojen, 35.5 gram klor veya 107.9 gram gümüşü serbest bırakacaktır. Elektroliz ile açığa çıkan bir maddenin miktarı aşağıdaki denklemle hesaplanabilir:
Bu kanıt, Faraday’ı elektriğin maddenin temel bir özelliği olduğuna ikna etti; bu görüş 1895’te İngiliz fizikçi JJ Thomson elektron’u maddenin evrensel bir bileşeni olarak nitelendirdiğinde doğrulandı. Faraday‘ın Avogadro’nun elektron sayısı veya bir mol elektron tarafından taşınan yük olduğu artık biliniyor.
Bir elementin eşdeğer ağırlığı, gram cinsinden atom ağırlığının oksidasyon sayısına bölünmesiyle de tanımlanabilir. Bazı elementler birden fazla oksidasyon numarasına sahip olduklarından, birden fazla eşdeğer ağırlığa ve birden fazla elektrokimyasal eşdeğerliğe sahiptirler. Örneğin, bir gram atom ağırlığı olan 118.7 gram kalay üretmek için, kalay klorürden, SnCl4, kalay klorürden, iki kat daha fazla elektrik gerekir SnCl2. Kalayın oksidasyon sayısının 4 olduğu ilk durumda, elektroliz sırasında atom başına dört elektron eklenmelidir, bu da gram atom ağırlığı başına dört faraday gerektirir. Kalayın 2 değerinde olduğu ikinci durumda, atom başına sadece iki elektron veya gram atom ağırlığı başına iki faraday gereklidir.
Kulometrik titrasyon adı verilen çok kesin bir kimyasal analiz yöntemi, elektroliz ve elektrokimyasal eşdeğerlerin kullanımına dayanmaktadır. Büretten Standart bir solüsyon eklemek yerine reaktif, kontrollü elektrik akımı kullanılarak elektroliz yoluyla solüsyonda serbest bırakılır. Elektrotlarda herhangi bir yan reaksiyon meydana gelmediği sürece yöntem son derece doğrudur. Aynı zamanda otomasyona da uygundur ve petroldeki kükürt bileşiklerini ve yanma gazlarındaki kükürt dioksiti ölçmek için kullanılır.