ÖZEL EGE İLKÖĞRETİM OKULU. ve UYGULAMA ALANLARI ÖZEL EGE LİSESİ

Transkript

1 ELEKTROLİZ ÖZEL EGE İLKÖĞRETİM OKULU ve UYGULAMA ALANLARI HAZIRLAYAN ÖĞRENCİLER: EYNAR BERDELİ (7/D) MELİS İRGİ (7/D) CANSU KAYA (7/D) BURAK KİŞİN (7/D) DOĞA TUNAL (7/D) HİLMİCAN ULMAN (7/D) DANIŞMAN ÖĞRETMEN: A.RUHŞAH ERDUYGUN 2005 İZMİR 1

2 İÇİNDEKİLER Giriş...1 Elektroliz ve Uygulama Alanları I.Elektroliz Nedir?... 2 A. Elektroliz ile ilgili Bazı Terimler... 2 B.Elektroliz Deneyi: Suyun Elektroliz İle Elementlerine Ayrılması C.Elektrolizi Kim Bulmuştur?...4 II. Elektroliz ile Kaplama Deneyi III. Elektrolizin Uygulama Alanları Sonuç... 7 Kaynakça

3 GİRİŞ: Bu projeyi hazırlamak için bir kaç ay süren araştırmalar yaptık. Araştırmalar sonucu teorik bilgilerimizi deneylerimizle pekiştirdik. Elektroliz ile ilgili günlük hayatımızda kullandığımız bir çok uygulamayla karşılaştık. Projemizde en doğru ve kapsamlı bilgileri vermeye, sizlerin yaşamımızda bir çok örneği olan elektrolizle ilgili bilgilerinizi arttırmaya çalıştık. 3

4 ELEKTROLİZ VE UYGULAMA ALANLARI I. ELEKTROLİZ Bir elektrik akımı tarafından aşılan bir elektrolitin uğradığı ayrışmaya elektroliz denir. Elektroliz, bu akımın elektrolit içinde iletilmesiyle birlikte gelişir. Elektrolit, çoğunlukla erimiş halde ya da bir tuz eriyiğinin sulu çözeltisi halindedir. Volta pilinin bulunmasıyla (1800) ve suyun elektrolizine uygulanmasıyla ilgili ilk deneyler, XIX. yy.ın başlarında gerçekleştirilmiştir. Elektroliz sözcüğünün, olayı özel olarak inceleyen Michael Faraday tarafından ortaya atıldığı sanılmaktadır. A. ELEKTROLİZ İLE İLGİLİ BAZI TERİMLER Elektrolit: İçinde serbest iyon bulunduran ortamlara denir. Elektrot: Elektrolit içine batırılan maddelere denir. Anot: Bir elektroliz kabında üretecin pozitif kutbuna bağlı elektroda denir. Katot: elektroliz kabında üretecin negatif kutbuna bağlı elektroda denir. B. SUYUN ELEKTRİK AKIMININ ETKİSİYLE ELEMENTLERİNE AYRILMASI Deneyin Amacı: Bileşikleri (su) elektrik enerjisi ile ayrıştırarak başka saf maddeler elde etmek. Kullanılan Araç Ve Gereçler: Güç Kaynağı, deney tüpü- 2 adet, çelik elektrot- 2 adet, krokodil kablo, cam çubuk, damlalık, üçayak, statif çubuk, beherglas (800 ml), bunzen kıskacı, su, sülfürik asit veya sodyum karbonat. Deneyin Yapılışı: 1.Bir beherglas içerisine 500 ml su koyulur. İçine 2 ml sülfürik asit veya 30 gr kadar çamaşır sodası (Na 2 CO 3 ) koyarak çözelti hazırlanır. 2.İki deney tüpü de hazırladığınız çözeltiyle ağzına kadar doldurulur. Sonra hava almayacak şekilde parmakla kapatarak ters çevrilir ve beherglas içerisindeki çözeltiye daldırılır. Tüpler bunzen kıskacıyla sabitlenir. Resim 1. Deney düzeneği 4

5 3.Elektrotların uçlarını Resim 1 de görüldüğü gibi tüplerin içlerine yerleştirilir. Krokodilleri elektrotlara bağlayarak, diğer uçlarını güç kaynağının doğru akım çıkışına bağlanır. 4.Tüplerdeki gaz birikmesi sona erdikten sonra yine hava almayacak şekilde sudan çıkarılır. Tüplere kibrit alevi yaklaştırdığınızda patlayarak yanan gaz hidrojen (yanıcı gaz), alevi daha parlak yakan gaz ise oksijen (yakıcı gaz) gazıdır. Deneyin Sonucu: Suyun elektrolizinde; (-) kutba bağlı olan tüpte iki hacim hidrojen, (+) kutba bağlı olan tüpte bir hacim oksijen gazı toplanır. Teorik Bilgi: Bir bileşiğin elektrik yardımıyla bileşenlerine ayrılma olayına elektroliz denir. Herhangi bir bileşiğin elektrolizinde bileşiğin anyonu anottan, katyonu ise katottan açığa çıkar. Elektroliz düzeneğinde pozitif ve negatif kutupların her ikisine birden elektrot denir. Güç kaynağının pozitif kutbuna bağlanan elektrot anot, negatif kutbuna bağlanan ise katottur. İki kutup arasında elektrik taşınmasını sağlayan iletken çözeltiye elektrolit denir. Suyun elektrolizinde katotta (-) hidrojen, anotta (+) ise oksijen gazı toplanır. Deney sırasında bir süre sonra tüplerde toplanan hidrojen gazı hacim olarak oksijen gazının iki katı olur. Yapılan deneyde yaklaşık olarak 1 coulomb luk yükün devreden geçmesi halinde yaklaşık olarak 0,12 cm 3 hidrojen, 0,06 cm 3 oksijen gazının açığa çıktığı görülmüştür. + ANOT KATOT - Resim 2. Elektroliz kabı 5

6 C. ELEKTROLİZİ KİM BULMUŞTUR? Newington, Surrey, bugün Southwark Hampton Court Bir demir işçisinin oğluydu. Londra da bir kitapçı kırtasiyede çalışmaya başladı, daha sonra bir ciltçinin yanında çırak oldu. Böylece çok sayıda kitap okuma fırsatını buldu ve özellikle Kimya ve elektriğe ilgi duydu. Geceleri Davy nin Royal İnstitution da verdiği derslere katıldı ve bilimsel konferansları izledi. Davy burada kendisine asistanlık görevi verdi; aynı yerde 1825 te laboratuar müdürü, 1833 te de kimya profesörü oldu. Kimya ile ilgili ilk araştırmalarında maden kömürü katranlarında benzeni buldu. Basit bir aletin içinde sıkıştırma ve soğutma yoluyla, Resim.3. çağında bilinen hemen hemen bütün gazları sıvılaştırmayı başardı. Michael Faraday Qersted in buluşundan sonra 1824 yılında elektromanyetikliği incelemeye başladı ve bir mıknatısın elektrik akımı üzerindeki etkisini gözledi; böylece Ampére in kuramlarını tamamlamış oldu. Bu yolla, sürekli mıknatısların etkisi altındaki bir devreyi döndürmeyi başardı ve elektrik motorunu çalıştıracak ilkeyi bulmuş oldu de, kuşkusuz en önemli buluşunu gerçekleştirdi: mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren elektromanyetik indüklemeyi bularak dinamoların yapımını sağladı.1833 te elektroliz kuramını ortaya koydu; olayın adını, elektrot ve iyon terimlerini ortaya attı: kendi adını taşıyan nitelik ve nicelik yasalarını belirledi. Daha sonra elektrostatikle uğraştı, 1843 te elektroskopa bağlı silindir yardımıyla elektriğin korunumu ilkesini doğruladı. Etkiyle elektriklenme kuramını ortaya koydu; çukur bir iletkenin (Faraday kafesi) elektrostatik etkilere ekran oluşturduğunu gösterdi da elektrostatik enerjinin dielektriklerde yerleştiğini buldu. Bu buluşu Maxwell in elektromanyetiklik kuramını geliştirmesine yardımcı oldu ve elektrikle Hertz dalgaları arasındaki bağıntıları açıklamaya yaradı. Yine bu buluş yalıtkanların özgül indükleme gücünü tanımlamayı sağladı de elektro-ışıldama olayını ortaya koydu tarihli son buluşları, polarize ışığın manyetik alan üzerindeki etkisi de diyamanyetikliktir. Başlıca Yapıtları; Elektrikte Deneysel Araştırmalar, (Experimental Researches In Electricity), Kimya ve Fizikte Deneysel araştırmalar, 1850 ( Experimental Researches In Chemistry and Physics ) dir. II. ELEKTROLİZ İLE KAPLAMA DENEYİ Deneyin amacı: Elektroliz ile kaplama yaparak aslanmayı önleyip güzel bir görüntü elde etmek. Kullanılan Malzemeler: Beher, kaplama yapılacak eşya (nikel), bakır sülfat çözeltisi (cuso4), bakır elektrot, elektrik kaynağı, kablolar. 6

7 Deneyin yapılışı: Arı su elektrik akımını geçirmez. Suyun içine biraz, bakır sülfat(cuso4) (göztaşı) atarak eritilir. Daha sonra kaplama yapılacak kaşık (Nikel) bir kablo ile elektrik kaynağının ( ) ucuna bağlanır. Elektrik kaynağının pozitif ucuna ise bakır elektrot bağlanıp elektrik kaynağı çalıştırılır. Devreden akımın geçtiği görülür. Bir süre sonra; kaşık, bakır ile kaplanır. Deneyin Sonucu: Yalıtkan Ayak Elektrolit kabı Bakır Elektrot katot Resim 4. Elektroliz ile kaplama Kaşık yavaş yavaş anyonların ve katyonların hareketleri ile bakır kaplanmış olur. III. ELEKTROLİZİN UYGULAMA ALANLARI Elektroliz, öncelikle, elektrolizle metalürjilerde, metallerin hazırlanmasında (çözünmez anot) ya da arıtılmasında (çözünür anot) kullanılır. Elektroliz, ayrıca, galvanoplastide, bir elektrolitik metal birikimiyle döküm kalıbına biçim vermede aşınmaya karşı korumada ve bir metal çökeltisiyle metallerin kaplanmasında (nikel kaplama, çinko kaplama, kadmiyum kaplama, krom kaplama, gümüş ya da altın kaplama) başvurulan bir yöntemdir. Resim 4. Kaplama örnekleri Arı hidrojen, özellikle, suyun elektroliziyle elde edilir. Diğer uygulamaları arasında, gaz üretimi (klor), metal üstünde koruyucu oksitli anot tabakalarının elde edilmesi (alüminyumun, alümin aracılığıyla anotlaştırılması işlemi), elektrolizle parlatma, metallerin katot ya da anot olarak yağlardan arındırılması sayılabilir. 7

8 Elektroliz, akım şiddetlerinin, özellikle de voltametrelerdeki akım miktarlarının ölçülmesine de olanak verir. Sürekli akım yardımıyla, organik dokuların ayrıştırılmasına dayanan tedavi elektrolizi, cerrahide sinir uçlarının (nöronların), sertleşen urların, burun deliklerindeki poliplerin yok edilmesinde, sidik yolu (üretra) ya da yemek borusu daralmalarının tedavisinde vb. kullanılır. 8

9 SONUÇ: Bu çalışmadan sonra günlük hayatımızda bir çok yerde gördüğümüz kaplama eşyalara bakarken daha dikkatli olacağız. Hangi madde ile kaplandığına bakarak nasıl kaplandığını bileceğiz. Biz grup olarak projemizi hazırlarken elektroliz ve kullanım alanları hakkında bilgimizi arttırmayı amaçlamıştık. Çalışma sonunda biz amacımıza ulaştık. Umarız sizlere verdiğimiz bilgiler sizin için de yararlı ve kalıcı olur. 9

10 KAYNAKÇA Beasant,P.(2002)Elektronik Ankara:Tübitak Yayınları Sezginler.T., (2001)Fen Bilgisi 7 İstanbul: Taş Yayınları Yaz.M.A, Aksoy, S., Abacı.S., Yalçıneli.M., Teymur.A., Vardar. T.(1997) Fizik 2 Elektrik ve Manyetizma İstanbul: Sürat Yayınları