Mavzu: Elektr o’tkazuvchanlikning temperaturaga bog’liqligini nazariy o’rganish

SUYUQLIKLARNING ELEKTR O’TKAZUVCHANLIGI
Qattiq jismlar kabi suyuqliklarning ham dielektrigi, o’tkazgichi va yarim o’tkazgichi bo’ladi.Dielektriklar jumlasiga distillangan suv, o’tkazgichlar jumlasiga elektrolitlarning yani kislota, ishqor va tuzlarning eritmalari kiradi. Suyuq yarim o’tkazgichlar jumlasiga, masalan eritilgan selen, eritilgan sulfidlar kiradi.Tokning metallar va elektron yarim o’tkazgichlar orqali o’tishi hech qanday ximiyaviy o’zgarishlarsiz sodir bo’ladi. Bunday moddalar virinchi tur o’tkazgichlar deb ataladi. Tok o’tishida ximiyaviy o’zgarish yuz beradigan moddalar ikkinchi tur o’tkazgichlar yoki elektrolitlar deb ataladi. Ular qatoriga tuz, ishqor yoki kislotalarning suvdagi va boshqa suyuqlikdagi eritmalari, shuningdek, qattiq holatda ion kristall hisoblangantuz eritmalari kiradi.Elektrolitlarda tok tashuvchilar bo’lib molekulalari eritilgan modda eritmalarida dissotsiyalanadigan (parchalanadigan) ionlar xizmat qiladi. Qanday qilib dissotsiya sodir bo’lishini aniqlash uchun qutubli molekulani, masalan, NaCl ni qarab chiqamiz. Na va Cl atomlari molekulaga birlashganda elektronlarning qayta taqsimlanishi yuz beradi-Na ning valent elektroni to’lishi bittagina elektron yetishmayotgan Cl atomining qobig’iga go’yoki qo’shilgandek bo’ladi. Natijada Na atomi musbat ionga, Cl atomi esa manfiy ionga aylanib qoladi. Har ikkala ion molekulada elektrostatik (kulon) o’zaro tasir kuchi bilan tutib turiladi.Shunga o’xshash istalgan boshqa qutubli molekula ikki yoki undan ortiq sondagi ionlardan tashkil topgan . Eritmada erigan moddaning har bir molekulasi, erituvchi molekulalarning qurshovida bo’ladi. Agar erutuvchining molekulalarning qurshovida bo’ladi. Agar erituvchining molekulalari ham qutubli bo’lsa u holda ular erigan modda molekulalari yaqinida uning hosil qilgan elektr maydonida orientatsiyalanuvchi kuch tasirida bo’ladi. Shuning uchun erituvchi molekulasi erigan modda molekulasining musbat zaryadlangan qismiga manfiy uchi bilan manfiy zaryadlangan qismiga esa – musbat uchi bilan o’girilib qoladi

Turli moddalarning molekulari turlicha dissotsiyalanadi va ikki yoki undan ko’p sondagi ionlarga ajralishi mumkin. Dissotsiya xarakteri moddaning ximiyaviy xossalari bilan chambarchas bog’liq.Barcha kislotalar suvdagi eritmasida vodorodning H⁺ musbat ionlarni berishi bilan xarakterlanadi. Vodorod ionlari va gidroksil ionlari konsentratsiyasi birday bo’lgan eritmalar neytral deb ataladi. Ximiyaviy sof suv neytral bo’lib u vodorodning H⁺ musbat ionlari va manfiy OH^- gidroksil ionlariga dissotsiyalanadi.Biroq unda ionlar konsentratsiyasi haddan tashqari kuchsiz: xona temperaturasida 1.4 mg dissotsiyalangan Dissotsatsiya koeffitsienti:Molekulalarning dissotsiyalanish protsesini shunday tasavur qilish mumkin .Qutubli molekulalarga ega bo’lgan (yani ionlardan tuzilgan molekulali masalan NaCl) qandaydir modda suvda eritilgan deb tasavur qilaylik.Dipol momentlari katta bo’lgan suv molekulalari erigan molekulaning elektr maydonida shunday tarzda orientatsiyalanadiki ularning musbat tomonlari (H⁺ ionlar) asosan Cl^- ionga qarab manfiy tomonlari (O^—ion) Na⁺ ionga qarab qoladi.Elektrolitlardagi elektr tokning metallardagi tok bilan ko’plab o’xshash tomonlari bor. Gazlardan farqli ravishda elektrolitlarda ham, metallarda ham zaryad tashuvchilar elektr tokka bog’liq bo’lmagan holda hosil bo’ladi. So’ngra elektrolitning har bir hajm birligidagi manfiy va musbat ionlarning zaryadi teng bo’ladi va shuning uchun elektrolitlarda shuningdek metallarda hajmiy za tdaryad nolga teng bo’ladi. Nihoyat elektrodlardan uzoqda ionlarning (manfiy musbat ionlarning ) konsetratsiyasi odatda elektrolitning turli nuqtalarda tengi bo’ladi. Shu tufayli ionlarning elektrolit ichidagi konsentratsiyasi odatda elektrolitning turli nuqtalalarda birday bo’ladi. Shu tufayli ionlarning elektrolit ichidagi lva ionlar diffuziyasi tokning hosil bo’lishida rol o’ynamaydi.Musbat ionlar deyfi hosil qilgan tokning zichligi

_{ } (1.2.1)
ga teng bo’ladi, bu yerda _{ } musbat ionlarning konsentratsiyasi, e ionnning zaryadi, _{ } musbat ionlarning dreyf tezligi. Shunga o’xshash manfiy ionlar hosil qilgan tok uchun ham quyidagini yozish mumkin:
_{ }
Tokning to’liq zichligi
J=_{ }+_{ }=_{ }+_{ }e_{ } (1.2.62)
Yuqorida aytilgandekmusbat va manfiy ionlarning konsentratsiyalarda birday bo’ladi ( biz hamma joyda ham molekulalar ikki ionga dissotsiyalanadi deb faraz qilamiz) va shuning uchun
_{ }
B iz bilamizki elektrolitlar qizdirilganda ularning qarshiliklari kamayishi malum yani yani elektrolitlarda qarshilikning temperatura koeffitsienti manfiy bo’ladi elektr o’tkazuvchanligi ortadi ( rasm)
R=_{ } (1_{ }
R
R₀



t
Bunga ikki sabab bor : birinchidan dissotsiya koeffitsienti ortadi, ikkinchidan qiziganda suyuqliklarning qovushqoqligi kamayadi va shuning uchun ionlarning _{ }harakatchanligi ortadi