Elektr toki suyuqliklarda musbat va manfiy ionlarning harakati natijasida yuzaga keladi. Elektronlar harakatlanadigan o'tkazgichlardagi oqimdan farqli o'laroq. Shunday qilib, agar suyuqlikda ionlar bo'lmasa, u dielektrik, masalan, distillangan suvdir. Zaryad tashuvchilar ionlar, ya'ni moddaning molekulalari va atomlari bo'lganligi sababli, bunday suyuqlikdan elektr toki o'tganda, bu muqarrar ravishda o'zgarishga olib keladi. kimyoviy xossalari moddalar.
Suyuqlikda musbat va manfiy ionlar qayerdan kelib chiqadi? Darhol aytaylik, barcha suyuqliklar zaryad tashuvchilarni shakllantirishga qodir emas. Ular paydo bo'ladiganlarga elektrolitlar deyiladi. Bularga kislota va ishqor tuzlarining eritmalari kiradi. Tuzni suvda eritganda, masalan, stol tuzini oling NaCl, u erituvchi, ya'ni suv ta'sirida musbat ionga parchalanadi Na kation va manfiy ion deb ataladi Cl anion deb ataladi. Ion hosil bo'lish jarayoni elektrolitik dissotsiatsiya deb ataladi.
Keling, tajriba o'tkazamiz, buning uchun bizga shisha kolba, ikkita metall elektrod, ampermetr va to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai kerak bo'ladi. Biz kolbani osh tuzining suvdagi eritmasi bilan to'ldiramiz. Keyin bu eritmada ikkita to'rtburchak elektrod joylashtiramiz. Biz elektrodlarni ampermetr orqali to'g'ridan-to'g'ri oqim manbaiga ulaymiz.
1-rasm - Tuz eritmasi solingan kolba
Oqim yoqilganda, plitalar o'rtasida elektr maydoni paydo bo'ladi, uning ta'siri ostida tuz ionlari harakatlana boshlaydi. Ijobiy ionlar katodga, manfiy ionlar esa anodga tushadi. Shu bilan birga, ular xaotik harakat qilishadi. Ammo shu bilan birga, maydonning ta'siri ostida unga buyurtma qilingan narsa qo'shiladi.
Faqat elektronlar harakatlanadigan o'tkazgichlardan farqli o'laroq, ya'ni bir turdagi zaryad, elektrolitlarda ikki turdagi zaryadlar harakat qiladi. Bular ijobiy va manfiy ionlardir. Ular bir-birlariga qarab harakat qilishadi.
Ijobiy natriy ioni katodga yetganda, u etishmayotgan elektronni oladi va natriy atomiga aylanadi. Xuddi shunday jarayon xlor ioni bilan sodir bo'ladi. Anodga yetgandagina xlor ioni elektrondan voz kechib, xlor atomiga aylanadi. Shunday qilib, elektronlar harakati tufayli tashqi konturda oqim saqlanadi. Elektrolitda esa ionlar elektronlarni bir qutbdan ikkinchi qutbga o'tkazayotgandek tuyuladi.
Elektrolitlarning elektr qarshiligi hosil bo'lgan ionlar soniga bog'liq. Kuchli elektrolitlar eritilganda juda yuqori dissotsiatsiya tezligiga ega. Kuchsizlar pastlikka ega. Shuningdek, yoqilgan elektr qarshilik elektrolitlar haroratga ta'sir qiladi. U oshgani sayin suyuqlikning yopishqoqligi pasayadi va og'ir, bema'ni ionlar tezroq harakatlana boshlaydi. Shunga ko'ra, qarshilik kamayadi.
Agar stol tuzining eritmasi mis sulfat eritmasi bilan almashtirilsa. Keyinchalik, u orqali oqim o'tkazilganda, mis kationi katodga etib borganida va u erda etishmayotgan elektronlarni qabul qilganda, u mis atomiga aylanadi. Va agar siz bundan keyin elektrodni olib tashlasangiz, uning ustida mis qoplamani topishingiz mumkin. Bu jarayon elektroliz deb ataladi.
Suyuqliklar, qattiq moddalar kabi, o'tkazgichlar, yarim o'tkazgichlar va dielektriklar bo'lishi mumkin. Ushbu darsda o'tkazuvchan suyuqliklarga e'tibor qaratiladi. Va elektron o'tkazuvchanlikka ega suyuqliklar (erigan metallar) haqida emas, balki ikkinchi turdagi suyuqlik o'tkazgichlari (tuzlar, kislotalar, asoslarning eritmalari va eritmalari) haqida. Bunday o'tkazgichlarning o'tkazuvchanlik turi iondir.
Ta'rif. Ikkinchi turdagi o'tkazgichlar - oqim o'tganda kimyoviy jarayonlar sodir bo'ladigan o'tkazgichlar.
Suyuqliklarda oqim o'tkazish jarayonini yaxshiroq tushunish uchun tasavvur qilish mumkin keyingi tajriba: Tok manbaiga ulangan ikkita elektrod suv hammomiga joylashtirildi; elektr lampochkasini oqim ko'rsatkichi sifatida zanjirda olish mumkin. Agar siz bunday sxemani yopsangiz, chiroq yonmaydi, ya'ni oqim yo'q, ya'ni kontaktlarning zanglashiga olib keladigan uzilish bor va suvning o'zi oqim o'tkazmaydi. Ammo banyoda ma'lum miqdorda osh tuzini joylashtirsangiz va sxemani takrorlasangiz, lampochka yonadi. Bu shuni anglatadiki, erkin zaryad tashuvchilar, bu holda ionlar, katod va anod orasidagi vannada harakatlana boshladilar (1-rasm).
Guruch. 1. Tajriba sxemasi
Elektrolitlarning o'tkazuvchanligi
Ikkinchi holatda bepul to'lovlar qayerdan keladi? Oldingi darslardan birida aytib o'tilganidek, ba'zi dielektriklar qutblidir. Suv qutbli molekulalarga ega (2-rasm).
Guruch. 2. Suv molekulasining qutbliligi
Suvga tuz qo'shilganda, suv molekulalari shunday yo'naltiriladiki, ularning manfiy qutblari natriyga, musbat qutblari xlorga yaqin bo'ladi. Zaryadlar orasidagi o'zaro ta'sir natijasida suv molekulalari tuz molekulalarini juft farqli ionlarga ajratadi. Natriy ioni musbat zaryadga ega, xlor ioni manfiy zaryadga ega (3-rasm). Aynan shu ionlar ta'sir ostida elektrodlar o'rtasida harakatlanadi elektr maydoni.
Guruch. 3. Erkin ionlarning hosil bo'lish sxemasi
Natriy ionlari katodga yaqinlashganda, u etishmayotgan elektronlarni oladi, xlor ionlari esa anodga yetib borganda, o'z elektronlarini beradi.
Elektroliz
Suyuqliklardagi oqim oqimi moddalarning o'tishi bilan bog'liq bo'lganligi sababli, bunday oqimda elektroliz jarayoni sodir bo'ladi.
Ta'rif. Elektroliz - oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari bilan bog'liq jarayon bo'lib, unda elektrodlarda modda ajralib chiqadi.
Bunday bo'linishlar natijasida ta'minlaydigan moddalar ion o'tkazuvchanligi, elektrolitlar deyiladi. Bu nomni ingliz fizigi Maykl Faraday taklif qilgan (4-rasm).
Elektroliz eritmalardan moddalarni yetarlicha sof holda olish imkonini beradi, shuning uchun natriy, kalsiy... kabi nodir materiallarni sof holda olish uchun ishlatiladi. Bu elektrolitik metallurgiya deb ataladi.
Faraday qonunlari
1833 yilda elektroliz bo'yicha birinchi ishida Faraday o'zining ikkita elektroliz qonunini taqdim etdi. Birinchisi elektrodlarda chiqarilgan moddaning massasi bilan bog'liq:
Faradayning birinchi qonunida aytilishicha, bu massa elektrolitdan o'tgan zaryadga mutanosibdir:
Bu erda proportsionallik koeffitsienti rolini miqdor - elektrokimyoviy ekvivalent o'ynaydi. Bu har bir elektrolit uchun o'ziga xos bo'lgan jadval qiymati va uning asosiy xususiyat. Elektrokimyoviy ekvivalent o'lcham:
Elektrokimyoviy ekvivalentning jismoniy ma'nosi elektrolitdan 1 C elektr miqdori o'tganda elektrodda chiqarilgan massadir.
Agar siz to'g'ridan-to'g'ri oqim haqidagi mavzudagi formulalarni eslasangiz:
Keyin Faradayning birinchi qonunini quyidagicha ifodalashimiz mumkin:
Faradayning ikkinchi qonuni to'g'ridan-to'g'ri ma'lum bir elektrolit uchun elektrokimyoviy ekvivalentni boshqa doimiylar orqali o'lchashga tegishli:
Bu erda: - elektrolitning molyar massasi; - elementar zaryad; - elektrolitlar valentligi; - Avogadro raqami.
Miqdori elektrolitning kimyoviy ekvivalenti deb ataladi. Ya'ni elektrokimyoviy ekvivalentni bilish uchun kimyoviy ekvivalentni bilish kifoya, formulaning qolgan komponentlari jahon konstantalaridir.
Faradayning ikkinchi qonuniga asoslanib, birinchi qonun quyidagicha ifodalanishi mumkin:
Faraday bu ionlar uchun ular harakatlanadigan elektrodga asoslangan terminologiyani taklif qildi. Ijobiy ionlar manfiy zaryadlangan katod tomon harakat qilgani uchun kationlar, manfiy zaryadlar anodga qarab harakat qilgani uchun anionlar deyiladi.
Yuqorida tavsiflangan suvning molekulani ikki ionga ajratish harakati deyiladi elektrolitik dissotsiatsiya.
Eritmalardan tashqari, eritmalar ikkinchi turdagi o'tkazgichlar ham bo'lishi mumkin. Bunda erkin ionlarning mavjudligiga yuqori haroratlarda juda faol molekulyar harakatlar va tebranishlar boshlanishi, buning natijasida molekulalarning ionlarga parchalanishi bilan erishiladi.
Elektrolizning amaliy qo'llanilishi
Birinchidan amaliy foydalanish elektroliz 1838 yilda rus olimi Yakobi tomonidan sodir bo'lgan. Elektrolizdan foydalanib, u raqamlar haqida taassurot oldi Aziz Ishoq sobori. Elektrolizning bunday qo'llanilishi galvanoplastika deb ataladi. Qo'llashning yana bir sohasi - elektrokaplama - bir metallni boshqasi bilan qoplash (xrom qoplama, nikel qoplama, zargarlik va boshqalar, 5-rasm).
- Fatyf.narod.ru ().
- ChiMiK().
- Ens.tpu.ru ().
Uy vazifasi
- Elektrolitlar nima?
- Asosan ikkitasi nima turli xil turlari elektr toki o'tishi mumkin bo'lgan suyuqliklar?
- Erkin zaryad tashuvchilarni shakllantirish mexanizmlari qanday bo'lishi mumkin?
- *Nega elektrodga tushgan massa zaryadga mutanosib?
Suyuqliklar, qattiq moddalar kabi, o'tkazgichlar, yarim o'tkazgichlar va dielektriklar bo'lishi mumkin. Ushbu darsda o'tkazuvchan suyuqliklarga e'tibor qaratiladi. Va elektron o'tkazuvchanlikka ega suyuqliklar (erigan metallar) haqida emas, balki ikkinchi turdagi suyuqlik o'tkazgichlari (tuzlar, kislotalar, asoslarning eritmalari va eritmalari) haqida. Bunday o'tkazgichlarning o'tkazuvchanlik turi iondir.
Ta'rif. Ikkinchi turdagi o'tkazgichlar - oqim o'tganda kimyoviy jarayonlar sodir bo'ladigan o'tkazgichlar.
Suyuqliklarda tok o'tkazish jarayonini yaxshiroq tushunish uchun biz quyidagi tajribani tasavvur qilishimiz mumkin: tok manbaiga ulangan ikkita elektrod suv hammomiga joylashtirilgan; elektr lampochkasini oqim ko'rsatkichi sifatida zanjirda olish mumkin. Agar siz bunday sxemani yopsangiz, chiroq yonmaydi, ya'ni oqim yo'q, ya'ni kontaktlarning zanglashiga olib keladigan uzilish bor va suvning o'zi oqim o'tkazmaydi. Ammo banyoda ma'lum miqdorda osh tuzini joylashtirsangiz va sxemani takrorlasangiz, lampochka yonadi. Bu shuni anglatadiki, erkin zaryad tashuvchilar, bu holda ionlar, katod va anod orasidagi vannada harakatlana boshladilar (1-rasm).
Guruch. 1. Tajriba sxemasi
Elektrolitlarning o'tkazuvchanligi
Ikkinchi holatda bepul to'lovlar qayerdan keladi? Oldingi darslardan birida aytib o'tilganidek, ba'zi dielektriklar qutblidir. Suv qutbli molekulalarga ega (2-rasm).
Guruch. 2. Suv molekulasining qutbliligi
Suvga tuz qo'shilganda, suv molekulalari shunday yo'naltiriladiki, ularning manfiy qutblari natriyga, musbat qutblari xlorga yaqin bo'ladi. Zaryadlar orasidagi o'zaro ta'sir natijasida suv molekulalari tuz molekulalarini juft farqli ionlarga ajratadi. Natriy ioni musbat zaryadga ega, xlor ioni manfiy zaryadga ega (3-rasm). Aynan shu ionlar elektr maydoni ta'sirida elektrodlar o'rtasida harakatlanadi.
Guruch. 3. Erkin ionlarning hosil bo'lish sxemasi
Natriy ionlari katodga yaqinlashganda, u etishmayotgan elektronlarni oladi, xlor ionlari esa anodga yetib borganda, o'z elektronlarini beradi.
Elektroliz
Suyuqliklardagi oqim oqimi moddalarning o'tishi bilan bog'liq bo'lganligi sababli, bunday oqimda elektroliz jarayoni sodir bo'ladi.
Ta'rif. Elektroliz - oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari bilan bog'liq jarayon bo'lib, unda elektrodlarda modda ajralib chiqadi.
Bunday bo'linish natijasida ion o'tkazuvchanligini ta'minlovchi moddalarga elektrolitlar deyiladi. Bu nomni ingliz fizigi Maykl Faraday taklif qilgan (4-rasm).
Elektroliz eritmalardan moddalarni yetarlicha sof holda olish imkonini beradi, shuning uchun natriy, kalsiy... kabi nodir materiallarni sof holda olish uchun ishlatiladi. Bu elektrolitik metallurgiya deb ataladi.
Faraday qonunlari
1833 yilda elektroliz bo'yicha birinchi ishida Faraday o'zining ikkita elektroliz qonunini taqdim etdi. Birinchisi elektrodlarda chiqarilgan moddaning massasi bilan bog'liq:
Faradayning birinchi qonunida aytilishicha, bu massa elektrolitdan o'tgan zaryadga mutanosibdir:
Bu erda proportsionallik koeffitsienti rolini miqdor - elektrokimyoviy ekvivalent o'ynaydi. Bu har bir elektrolit uchun o'ziga xos bo'lgan va uning asosiy xarakteristikasi bo'lgan jadval qiymati. Elektrokimyoviy ekvivalent o'lcham:
Elektrokimyoviy ekvivalentning jismoniy ma'nosi elektrolitdan 1 C elektr miqdori o'tganda elektrodda chiqarilgan massadir.
Agar siz to'g'ridan-to'g'ri oqim haqidagi mavzudagi formulalarni eslasangiz:
Keyin Faradayning birinchi qonunini quyidagicha ifodalashimiz mumkin:
Faradayning ikkinchi qonuni to'g'ridan-to'g'ri ma'lum bir elektrolit uchun elektrokimyoviy ekvivalentni boshqa doimiylar orqali o'lchashga tegishli:
Bu erda: - elektrolitning molyar massasi; - elementar zaryad; - elektrolitlar valentligi; - Avogadro raqami.
Miqdori elektrolitning kimyoviy ekvivalenti deb ataladi. Ya'ni elektrokimyoviy ekvivalentni bilish uchun kimyoviy ekvivalentni bilish kifoya, formulaning qolgan komponentlari jahon konstantalaridir.
Faradayning ikkinchi qonuniga asoslanib, birinchi qonun quyidagicha ifodalanishi mumkin:
Faraday bu ionlar uchun ular harakatlanadigan elektrodga asoslangan terminologiyani taklif qildi. Ijobiy ionlar manfiy zaryadlangan katod tomon harakat qilgani uchun kationlar, manfiy zaryadlar anodga qarab harakat qilgani uchun anionlar deyiladi.
Yuqorida tavsiflangan suvning molekulani ikki ionga ajratish harakati elektrolitik dissotsiatsiya deb ataladi.
Eritmalardan tashqari, eritmalar ikkinchi turdagi o'tkazgichlar ham bo'lishi mumkin. Bunda erkin ionlarning mavjudligiga yuqori haroratlarda juda faol molekulyar harakatlar va tebranishlar boshlanishi, buning natijasida molekulalarning ionlarga parchalanishi bilan erishiladi.
Elektrolizning amaliy qo'llanilishi
Elektrolizning birinchi amaliy qo'llanilishi 1838 yilda rus olimi Yakobi tomonidan sodir bo'lgan. Elektroliz yordamida u Sankt-Isaak sobori uchun raqamlar haqida taassurot oldi. Elektrolizning bunday qo'llanilishi galvanoplastika deb ataladi. Qo'llashning yana bir sohasi - elektrokaplama - bir metallni boshqasi bilan qoplash (xrom qoplama, nikel qoplama, zargarlik va boshqalar, 5-rasm).
- Fatyf.narod.ru ().
- ChiMiK().
- Ens.tpu.ru ().
Uy vazifasi
- Elektrolitlar nima?
- Elektr toki o'tishi mumkin bo'lgan ikki xil turdagi suyuqliklar qanday?
- Erkin zaryad tashuvchilarni shakllantirish mexanizmlari qanday bo'lishi mumkin?
- *Nega elektrodga tushgan massa zaryadga mutanosib?
Suv universal erituvchi sifatida.. Suvli eritmalar.. Elektrolitik dissotsilanish.. Elektrolit.. Zaif va kuchli elektrolitlar.. Tashuvchilar. elektr zaryadlari suyuqlikda.. Musbat va manfiy ionlar.. Elektroliz.. Eritmalar.. Eritmalardagi elektr tokining tabiati..
Elektr tokining paydo bo'lishining shartlaridan biri bu elektr maydoni ta'sirida harakatlanishi mumkin bo'lgan erkin zaryadlarning mavjudligi. Shuningdek, biz metallardagi elektr tokining tabiati haqida gapirdik.
Ushbu darsda biz buni aniqlashga harakat qilamiz qanday zarralar suyuqlik va eritmalarda elektr zaryadini olib yuradi.
Suv universal erituvchi sifatida
Ma'lumki, distillangan suvda zaryad tashuvchilar mavjud emas va shuning uchun elektr tokini o'tkazmaydi, ya'ni u dielektrikdir. Biroq, har qanday aralashmalarning mavjudligi allaqachon suvni juda yaxshi o'tkazuvchan qiladi.
Suv deyarli hamma narsani eritib yuborish qobiliyatiga ega kimyoviy elementlar. Suvda eritilganda turli moddalar(kislotalar, ishqorlar, asoslar, tuzlar va boshqalar) moddaning molekulalarining ionlarga parchalanishi tufayli eritma o'tkazgichga aylanadi. Bu hodisa elektrolitik dissotsiatsiya deb ataladi va eritmaning o'zi elektr tokini o'tkazishga qodir elektrolitdir. Erdagi barcha suv havzalari ko'p yoki kamroq darajada tabiiy elektrolitlardir.
Jahon okeani davriy sistemaning deyarli barcha elementlari ionlarining eritmasidir.
Oshqozon shirasi, qon, limfa, inson tanasidagi barcha suyuqliklar elektrolitlardir. Barcha hayvonlar va o'simliklar ham asosan elektrolitlardan iborat.
Dissotsilanish darajasiga ko'ra zaif va kuchli elektrolitlar mavjud. Suv zaif elektrolitdir va ko'pchilik noorganik kislotalar kuchli elektrolitlarga ishora qiladi. Elektrolitlar ikkinchi turdagi o'tkazgichlar deb ham ataladi.
Suyuqliklarda elektr zaryad tashuvchilar
Har xil moddalar suvda (yoki boshqa suyuqlikda) eritilganda ular ionlarga parchalanadi.
Masalan, oddiy tuz Suvdagi NaCl (natriy xlorid) musbat natriy ionlariga (Na+) va manfiy xlorid ionlariga (Cl-) ajraladi. Agar hosil bo'lgan elektrolitdagi ikkita qutb har xil potentsialda bo'lsa, u holda manfiy ionlar musbat qutbga, musbat ionlar esa manfiy qutbga siljiydi.
Shunday qilib, suyuqlikdagi elektr toki bir-biriga yo'naltirilgan musbat va manfiy ionlarning oqimlaridan iborat.
Mutlaq toza suv izolyator bo'lsa-da, ionlangan moddalarning kichik aralashmalari (tabiiy yoki tashqaridan kiritilgan) bo'lgan suv elektr tokining o'tkazuvchisi hisoblanadi.
Elektroliz
Elektr maydoni ta'sirida erigan moddaning ijobiy va manfiy ionlari ichkariga kirib borishi sababli turli tomonlar, modda asta-sekin ikki qismga bo'linadi.
Moddani tashkil etuvchi elementlarga shunday ajralish elektroliz deb ataladi.
Elektrolitlar elektrokimyoda, kimyoviy quvvat manbalarida (voltaik hujayralar va batareyalar), elektrokaplama ishlab chiqarish jarayonlarida va elektr maydoni ta'siri ostida suyuqliklardagi elektr zaryadlarining harakatiga asoslangan boshqa texnologiyalarda qo'llaniladi.
Eriydi
Moddaning dissotsiatsiyasi suv ishtirokisiz ham mumkin. Kristallarni eritish uchun etarli kimyoviy tarkibi moddalar va eritma olish. Moddaning eritmalari xuddi suvli elektrolitlar kabi ikkinchi turdagi o'tkazgichlardir va shuning uchun ularni elektrolitlar deb atash mumkin. Eritmalardagi elektr toki suvli elektrolitlardagi oqim bilan bir xil xususiyatga ega - bu ijobiy va salbiy ionlarning qarshi oqimlari.
Eritmalar yordamida metallurgiya alyuminiy oksididan elektrolitik usulda alyuminiy ishlab chiqaradi. Elektr toki alyuminiy oksidi orqali o'tadi va elektroliz jarayonida sof alyuminiy elektrodlardan birida (katod) to'planadi. Bu juda ko'p energiya talab qiladigan jarayon bo'lib, energiya iste'moli jihatidan suvning elektr toki yordamida vodorod va kislorodga parchalanishiga o'xshaydi.
Alyuminiy elektroliz ustaxonasida
« Fizika - 10-sinf"
Vakuumda elektr tokining tashuvchilari nima?
Ularning harakatining tabiati qanday?
Suyuqliklar, masalan qattiq moddalar, dielektriklar, o'tkazgichlar va yarim o'tkazgichlar bo'lishi mumkin. Dielektriklarga distillangan suv kiradi, o'tkazgichlarga elektrolitlar eritmalari va eritmalari kiradi: kislotalar, ishqorlar va tuzlar. Suyuq yarim o'tkazgichlar erigan selen, erigan sulfidlar va boshqalar.
Elektrolitik dissotsiatsiya.
Elektrolitlar qutbli suv molekulalarining elektr maydoni ta'sirida eriganida, elektrolitlar molekulalari ionlarga parchalanadi.
Qutbli suv molekulalarining elektr maydoni ta'sirida molekulalarning ionlarga bo'linishi deyiladi. elektrolitik dissotsiatsiya.
Dissotsiatsiyalanish darajasi- erigan moddada ionlarga parchalangan molekulalarning nisbati.
Dissotsilanish darajasi haroratga, eritma konsentratsiyasiga va elektr xususiyatlari hal qiluvchi.
Haroratning oshishi bilan dissotsilanish darajasi oshadi va natijada musbat va manfiy zaryadlangan ionlarning konsentratsiyasi ortadi.
Turli belgilardagi ionlar uchrashganda, ular yana neytral molekulalarga birlashishi mumkin.
Doimiy sharoitda eritmada dinamik muvozanat o'rnatiladi, bunda soniyada ionlarga parchalanadigan molekulalar soni bir vaqtning o'zida neytral molekulalarga qayta birikadigan ionlar juftlari soniga teng bo'ladi.
Ion o'tkazuvchanligi.
Elektrolitlarning suvli eritmalarida yoki eritmalarida zaryad tashuvchilar musbat va manfiy zaryadlangan ionlardir.
Agar elektrolit eritmasi bo'lgan idish yoqilgan bo'lsa elektr zanjiri, keyin manfiy ionlar musbat elektrodga - anodga, musbat ionlar esa manfiy - katodga qarab harakatlana boshlaydi. Natijada, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr toki o'tadi.
O'tkazuvchanlik suvli eritmalar yoki ionlar tomonidan amalga oshiriladigan elektrolit eritmalari deyiladi ion o'tkazuvchanligi.
Elektroliz. Ion o'tkazuvchanligida oqimning o'tishi materiyaning o'tishi bilan bog'liq. Elektrodlarda elektrolitlarni tashkil etuvchi moddalar chiqariladi. Anodda manfiy zaryadlangan ionlar o'zlarining qo'shimcha elektronlarini beradilar (kimyoda bu deyiladi oksidlanish reaktsiyasi), katodda esa musbat ionlar etishmayotgan elektronlarni oladi (qaytarilish reaksiyasi).
Suyuqliklar elektron o'tkazuvchanlikka ham ega bo'lishi mumkin. Suyuq metallar, masalan, bunday o'tkazuvchanlikka ega.
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari bilan bog'liq bo'lgan moddaning elektrodda ajralib chiqish jarayoni deyiladi elektroliz.
Muayyan vaqt ichida ajralib chiqadigan moddaning massasini nima aniqlaydi? Ko'rinib turibdiki, chiqarilgan moddaning m massasi bir ionning m 0i massasini Dt vaqt ichida elektrodga yetib kelgan N i ionlar soniga ko'paytmasiga teng:
m = m 0i N i. (16.3)
Ionning massasi m 0i ga teng:
bu erda M - moddaning molyar (yoki atom) massasi, N A - Avogadro doimiysi, ya'ni bir moldagi ionlar soni.
Elektrodga yetib boradigan ionlar soni teng
bu yerda Dq = IDt - Dt vaqt ichida elektrolitdan o'tgan zaryad; q 0i - ionning zaryadi, atomning n valentligi bilan aniqlanadi: q 0i = ne (e - elementar zaryad). Molekulalarning dissotsiatsiyasi paytida, masalan, bir valentli atomlardan tashkil topgan KBr (n = 1), K + va Br - ionlari paydo bo'ladi. Mis sulfat molekulalarining dissotsiatsiyasi ikki marta zaryadlangan Cu 2+ va SO 2-4 ionlarining (n = 2) paydo bo'lishiga olib keladi. (16.4) va (16.5) iboralarni (16.3) formulaga almashtirib, Dq = IDt, a q 0i = ne ekanligini hisobga olib, hosil bo‘ladi.
Faraday qonuni.
Moddaning m massasi va elektrolitdan o'tuvchi Dq = IDt zaryad o'rtasidagi proporsionallik koeffitsientini k bilan belgilaymiz:
bu erda F = eN A = 9,65 10 4 C/mol - Faraday doimiysi.
K koeffitsienti moddaning tabiatiga bog'liq (M va n qiymatlari). Formula (16.6) bo'yicha bizda mavjud
m = kIT. (16,8)
Faradayning elektroliz qonuni:
Dt vaqt ichida elektrodda chiqarilgan moddaning massasi. elektr toki o'tganda, u oqim kuchi va vaqtga mutanosib bo'ladi.
Nazariy jihatdan olingan bu bayonot birinchi marta Faraday tomonidan eksperimental tarzda o'rnatildi.
(16.8) formuladagi k miqdor deyiladi elektrokimyoviy ekvivalent Ushbu moddadan va ifodalangan har bir kulon uchun kilogramm(kg/Cl).
(16.8) formuladan k koeffitsienti ionlar 1 S ga teng zaryad o`tkazganda elektrodlarda ajralib chiqadigan moddaning massasiga son jihatdan teng ekanligi ayon bo`ladi.
Elektrokimyoviy ekvivalent oddiy jismoniy ma'no. M/N A = m 0i va en = q 0i bo'lgani uchun (16.7) formula bo'yicha k = rn 0i /q 0i, ya'ni k - ion massasining uning zaryadiga nisbati.
m va Dq qiymatlarini o'lchash orqali turli moddalarning elektrokimyoviy ekvivalentlarini aniqlash mumkin.
Faraday qonunining haqiqiyligini eksperimental tarzda tekshirishingiz mumkin. Keling, (16.25) rasmda ko'rsatilgan o'rnatishni yig'amiz. Barcha uchta elektrolitik vannalar bir xil elektrolitlar eritmasi bilan to'ldirilgan, ammo ular orqali o'tadigan oqimlar boshqacha. Hozirgi kuchlarni I1, I2, I3 bilan belgilaymiz. Keyin I 1 = I 2 + I 3. Turli vannalardagi elektrodlarda ajraladigan moddalarning m 1, m 2, m 3 massalarini o‘lchab, ularning mos keladigan I 1, I 2, I 3 tok kuchiga mutanosibligini tekshirish mumkin.
Elektron zaryadini aniqlash.
Elektrodda chiqarilgan moddaning massasi uchun formula (16.6) elektronning zaryadini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. Bu formuladan kelib chiqadiki, elektron zaryadning moduli quyidagilarga teng:
Zaryadning IDt o'tishida ajralib chiqadigan moddaning m massasini bilish, molyar massa M, n atomning valentligi va Avogadro doimiysi N A, siz elektron zaryad modulining qiymatini topishingiz mumkin. Bu e = 1,6 10 -19 C ga teng bo'lib chiqadi.
Aynan shu tarzda elementar elektr zaryadining qiymati birinchi marta 1874 yilda olingan.
Elektrolizni qo'llash. Elektroliz texnologiyada turli maqsadlarda keng qo'llaniladi. Bir metallning sirtini elektrolitik tarzda boshqasining yupqa qatlami bilan yoping ( nikel qoplama, xrom qoplama, oltin qoplama va h.k.). Ushbu bardoshli qoplama sirtni korroziyadan himoya qiladi. Agar siz elektrolitik qoplamani metall yotqizilgan sirtdan yaxshi tozalashni ta'minlasangiz (bu, masalan, sirtga grafitni qo'llash orqali erishiladi), u holda siz relyef yuzasidan nusxa olishingiz mumkin.
Tozalanadigan qoplamalarni olish jarayoni - elektrotip- rus olimi B. S. Yakobi (1801-1874) tomonidan ishlab chiqilgan bo'lib, u 1836 yilda bu usuldan Sankt-Peterburgdagi Sankt-Isaak sobori uchun ichi bo'sh figuralarni yasagan.
Ilgari matbaa sanoatida matritsalardan (plastik materialdagi turning izi) relef yuzasidan olingan nusxalar (stereotiplar) olingan, buning uchun matritsalarga qalin temir qatlami yoki boshqa moddalar yotqizilgan. Bu to'plamni kerakli miqdordagi nusxalarda ko'paytirish imkonini berdi.
Elektroliz yordamida metallar aralashmalardan tozalanadi. Shunday qilib, rudadan olingan xom mis qalin choyshablar shaklida quyiladi, keyin ular anod sifatida hammomga joylashtiriladi. Elektroliz jarayonida anodning misi eriydi, tarkibida qimmatbaho va nodir metallar bo'lgan aralashmalar tubiga tushadi va sof mis katodga cho'kadi.
Elektroliz yordamida alyuminiy eritilgan boksitdan olinadi. Aynan alyuminiy ishlab chiqarishning bu usuli uni arzon va temir bilan bir qatorda texnologiya va kundalik hayotda eng keng tarqalgan bo'ldi.
Elektroliz yordamida barcha elektron mahsulotlar uchun asos bo'lib xizmat qiladigan elektron platalar olinadi. Dielektrik ustiga yupqa qatlam yopishtirilgan mis plastinka, uning ustiga maxsus bo'yoq bilan ulash simlarining murakkab naqshlari qo'llaniladi. Keyin plastinka elektrolitga joylashtiriladi, u erda mis qatlamining bo'yoq bilan qoplanmagan joylari chiziladi. Shundan so'ng, bo'yoq yuviladi va mikrosxemaning tafsilotlari taxtada paydo bo'ladi.
