MAVZU:Elektroliz jarayonlari Faradey qonunlari

Reja Kirish 1. Elektroliz to ’ g ’ risida umumiy ma ‘ lumot Asosiy qism 1. Elektrolitlar suvdagi eritmalarining elektrolizi 2. Faradey qonunlari 3. Qutblanish 4. Ajralish potentsiali va ajralish kuchlanishi 5. Akkumulyatorlar 6. Elektroliz jarayoni va uning qo’llanilishi Xulosa Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati

Elektroliz to’g’risida umumiy ma‘lumot Elektr energiyasi ta‘sirida sodir bo’ladigan oksidlanish – qaytarilish jarayonlari elektroliz deb ataladi. Aslida «Elektroliz» deganda elektrolit eritmasi yoki suyuqlanmasi orqali elektr oqimi o’tganida sodir bo’ladigan barcha jarayonlarni tushuniladi. Masalan, suyuqlantirilgan magniy xlorid orqali elektr oqimi o’tganida magniy kationlari elektr maydon ta‘sirida manfiy elektrod tomon harakat qiladi. Bu elektrodga yetishi bilanoq tashqi zanjirdan kelayotgan elektronlarga duch kelib, qaytariladi: Mg2+ + 2e–  Mg. Xlor anionlari elektr maydoni ta‘sirida musbat elektrod tomon harakatlanadi: o’z elektronlarini musbat elektrodga berib oksidlanadi. Xlor ionlarining oksidlanishi asosan, elektrkimyoviy bosqichni, ya‘ni birlamchi jarayonni tashkil etadi. Uni 2Cl- - 2e  2Cl shaklida ifodalash mumkin. Bu jarayon natijasida hosil bo’lgan ikkita xlor atomlarining o’zaro birikib, xlor molekulasiga aylanishi esa ikkilamchi jarayondir: 2Cl  Cl2 Ikkala elektrodda sodir bo’lgan jarayonlarning tenglamalarini bir – biriga qo’shish bilan, suyuqlantirilgan MgCl2 elektrolizidagi oksidlanish – qaytarilish reaksiyasining yig’indi tenglamasiga ega bo’linadi: Mg2+ + Cl-  Mg + Cl2. Qaysi elektrodda qaytarilish sodir bo’lsa, uni xuddi galvanik elementlardagi kabi katod deb, qaysisida oksidlanish ro’y bersa, uni anod deb ataladi. Galvanik elementlardagiga teskari o’laroq, elektrolizdagi katod manfiy, anod musbat zaryadga ega bo’ladi. Buning sababi shundaki, elektrolizda boradigan jarayonlar galvanik element ishlashida sodir bo’ladigan jarayonlarga qarama – qarshidir.

Elektrolitlarning suvdagi eritmalarida sodir bo’ladigan katod jarayonlarni ko’zdan kechirishda birinchi navbatda vodorod ionlarining qaytarilish potentsialini nazarda tutish kerak. Bu potentsialning qiymati vodorod ionlar konsentratsiyasiga, binobarin, eritmadagi pH ga bog’liq: E = 0,059lg [H+] yoki E = - 0,059 pH Neytral muhit uchun pH = 7; binobarin: E = - 0,059 · 7 = - 0,41 в . Demak, agar elektrolit kationini tashkil qiluvchi metallning normal potentsiali – 0,41v dan ko’ra musbatroq bo’lsa, neytral eritmaning elektrolizida katodda ayni metall ajralib chiqadi. Bunday metallar kuchlanishlar qatorida vodorodga yaqin turadi (masalan qalay). Agar elektrolitni tashkil qilgan metallning elektrod potentsiali – 0,41v ga qaraganda ancha manfiy bo’lsa, katodda albatta vodorod ajralib chiqadi.

Elektrolitlar suvdagi eritmalarining elektrolizi Suyuqlantirilgan elektrolitlarning elektrolizi bilan elektrolitlar eritmalarining elektrolizini bir-biridan farqlash lozim. Elektrolitlar eritmalarining elektrolizi jarayonlarida suv molekulalari ham ishtirok etishi mumkin. Misol uchun NaCl ning suvdagi konsentrlangan eritmasining elektrolizini ko`rib chiqamiz. Bu holda eritmada gidratlangan Na+ va Cl- ionlari, shuningdek, suv molekulalari bo`ladi. Eritma orqali elektr toki o`tganida Na+ kationlari katodga, Cl- anionlari anodga tomon harakatlanadi. Lekin elektrodlarda sodir bo`ladigan reaksiyalar tuz suyuqlanmasida boradigan reaksiyadan tubdan farq qiladi. Masalan, katodda Na+ ionlarining o`rniga suv molekulalari qaytariladi: 2H2O + 2e- = H2 + 2OH-1 Anodda esa Cl- ionlar oksidlanadi: 2Cl-1 - 2e- = Cl2 2H2O + 2e- = H2 + 2OH- 2Cl-1 - 2e- = Cl2 2H2O + 2Cl-1  H2 + Cl2 + 2OH- yoki 2H2O + 2NaCl  H2 + Cl2 + 2NaOH Suvdagi eritmalarda katodda qaytarilish jarayoni qanday sodir bo`ladi? Bu savolga standart elektrod potensiallar qatori yordamida javob topish mumkin. Bu erda uch xil hol bo`lishi mumkin: Standart elektrod potensiali vodorodnikidan katta bo`lgan metallarning (Cu+2 dan Au+3 gacha) kationlari elektrolizda katodda deyarli to`liq qaytariladi; Standart elektrod potensiali vodorodnikidan kichik bo`lgan metallarning (Li+1 dan Al+3 gacha) kationlari katodda qaytarilmaydi, ularning o`rniga suv molekulalari qaytariladi; Standart elektrod potensiali vodorodnikidan kichik, lekin alyuminiynikidan katta bo`lgan metallarning (Al+3 dan H+1 gacha) kationlari elektroliz vaqtida katodda suv molekulalari bilan birga qaytariladi.