Elektroliz reja

ELEKTROLIZ

REJA:

1. 
   Elektroliz.
   
2. 
   Elektrod potensial xaqida tushuncha.
   
3. 
   Gazli elektrodlar.
   
4. 
   Galvaniq elementlar nazariyasi.
   

Elektroliz - bu elektr toki ta'sirida elektrolit eritmalarda yoki suyuqlanmalarda boradigan oksidlanishkaytarilish prosessidir.

Elektrolizni amalga oshirish uchun uzgarmas tok manbaidan foydalaniladi. Elektrodlar ikki xil bo'ladi:

1. 
   Erimaydigan - ularga grafit, platina, oltin kiradi (erimaydigan elektrodlar ximiyaviy prosessda ishtirok etmaydi, ular faqat elektron utkazgich vazifasini utaydi.);
   
2. 
   Eriydigan elektrodlar jumlasiga yuqorida kursatilgan metallardan boshqa xamma metall elektrodlar kiradi. Bu elektrodlar elektrolizda anod sifatida kullanilganida eritmaga uz ionlarini berib, erib ketadi.
   

Eruvchan anod elektroddan foydalanib, toza metallar olinadi. Bunda elektroliz prosessi tozalanayotgan metall to'zining eritmasida olib borilishi kerak. Sanoatda tuzlarning eritmalarini elektroliz qilib, Cu, Zn, Cd, Ni, So, Mn va boshqa metallar olinadi. Bu metod yordamida bir metall boshqa metall bilan qoplanadi. Bu metod galvanostegiya deyiladi.

Katod elektrodda elektrolitning musbat zaryadlangan ionlari elektron kabul qilib zaryadsizlanadi. Kaysi ion oldin zaryadsizlanishi metallning kuchlanishlar qatorida vodorodga nisbatan joylanishiga, uning konsentrasiyasiga va ayrim xollarda elektrod potensialiga bog'liq bo'ladi.

Bir xil sharoitda noaktiv metallar ionlari, ya'ni kuchlanishlar qatorida vodoroddan keyin (ungda) joylashgan metall oson zaryadsizlanadi, ba'zan chapdagi metall ionlari oson zaryadsizlanadi. Suvdagi eritmalarda kuchlanishlar qatorida Al gacha bo'lgan aktiv metallar ionlari kaytarilmaydi. Anodda elektrolit anionlaridan faqat kislorodsiz kislota koldiklari: Cl^-, Br^-, J^-, F, S^2-, CN^- va xokazolar zaryadsizlanadi. Kislorodli kislota koldiklari (NO^-₃, SO^2-₄, PO^3-₄, CO₃^2-, CH₃COO^- va xokazo) urniga suvning OH^- ionlari zaryadsizlanadi. Masalan, osh tuzi eritmasi elektroliz kilinganida katodda vodorod, anodda xlor ajralib chiqadi. Uning dissosilanish sxemasi kuyidagicha yoziladi; NaCL ^⇔ Na⁺ + CL^- : H₂O ^⇔ H⁺ + ON^- Elektroliz sxemasi: katodda 2H⁺ + 2e^- = H₂ kaytarilish prosessi muxit ishkoriy anodda 2Cl^- -2e= Cl₂ ^↑ oksidlanish prosessi muxit neytral.

Kaliy sulfat eritmasi elektroliz kilinganda esa katodda vodorod, anodda kislorod ajralib chiqadi. Dissosilanish sxemasi kuyidagicha:

K₂SO₄ = 2K⁺ + SO^2-₄

H₂O = H⁺ + OH^- Elektroliz sxemasi: katodda 2H⁺ + 2e^- = H₂- kaytarilish prosessi muxit ishkoriy

Anodda 4OH^- - 4e^-= O₂ + 2H₂O oksidlanish prosessi muxit kislotali. Keltirilgan misollardan kurinib turibdiki, katodda ishkoriy metalla ionlari kaytarilmasdan ularning urniga suvning vodorod ionlari kaytariladi. Agar anodda kislorodli kislota koldigi bulsa, anod elektrodda xam suvning uzi elektron berib oksidlanadi.

Agarda tuz kuchlanishdar qatorida Al dan keyinda turgan metalldan tarkib topgan bulsa. u xolla katodda shu metallning ioni va juda oz mikdorda vodorod ioni kaytariladi. Masalan: ZnSO₄ eritmasi elektroliz kilinganda katodda rux, anodda kislorod ajralib chiqadi.

Uning dissosilanish sxemasi kuyidagicha:

ZnSO4 = Zn2++ SO2-4 ; H2O =H+2 + OH- Elektroliz sxemasi:

Zn²⁺ + 2e = Zn

4 OH^- - 4e^- = O₂ + 2H₂O

Elektrolizga doir mikdoriy qonunlar ingliz olimi M.Faradey tomonidan kashf etilagan.

Faradeyning 1-chi qonuni. Elektroliz prosessida elektrodlarda ajralib chiqadigan modda mikdori elektrolitlardan utgan elektr mikdoriga tugri proporsionaldir; m = k ^. Q bu yerda m- modda mikdori, k - proporsionallik koeffisiyenti. (uni moddaning elektroximiyaviy ekvivalenti xam deyiladi va u elektrolitdan bir sekundda bir amper tok kuchi yoki bir kulon elektr utganda ajralib chiqqan modda mikdorini kursatadi), Q-elektrolitdan utgan elektr mikdori (kulonlar xisobida).

Faradeyning 2-chi qonuni. Turli ximiyaviy birikmalardan bir xil mikdorda elektr toki utganida elektrodlarda ekvivalent mikdorda modda ajralib chiqadi yoki bir ekvivalent istalgan modda ajralib chiqishi uchun elektrolitdan 96500 kulon elektr toki utkazish kerak: