Ə. A.ƏLBƏndov

Elektrod  potensialı. 

Metal 

lövhəni  suya  daxil  etsək,  onların 

səth ionları  polyar su  molekulları 

ilə

 

hidratlaşdığından  bu  ionların 

metalla

 

rabitəsi zəifləmiş olacaqdır 

(şək. 9.1)

. 

Su  molekulları  öz  istilik  hə-

rəkətləri  zamanı  hidratlaşmada  iş-

tirak edən su molekullarına zərbə-

lər  endirərək  metal  ionlarının  hid-

ratlaşmış şəkildə maye mühitə keç-

məsinə  səbəb  olur.  Nəticədə  me-

talın səthi mənfi, ona  yaxın məhlul 

təbəqəsi isə müsbət yüklənmiş olur.  

Hidratlaşmış  metal  ionları  metalın  səthində  qalan  elektron-

ların elektrostatik cazibə sahəsində olduğundan ionlar məhlulun 

bütün həcmı boyu bərabər paylanmayıb, əsasən metal-maye sər-

həddində  cəmləşmiş  olurlar.  Bununla  əlaqədar  olaraq  metal-

məhlul sərhəddə ikiqat elektrik  təbəqəsi (şək.9.2) əmələ gəlir ki, 

bunun da nəticəsi olaraq metal-məhlul sərhəddində potensiallar 

fərqi meydana çıxır. Metalın səthindən ionların məhlula keçməsi 

ilə yanaşı əks proses, yəni  metal  ionlarının  da  metalın kristal 

qəfəsinə daxil olması prosesi də baş verir. 

Müəyyən  müddətdən  sonra  bir-birinə  əks  olan  bu  proses-

lərin sürətləri bərabərləşir və dinamik tarazlıq yaranır.  

Metal  lövhəni  öz  duzu  məhluluna  daxil  etdikdə  göstərilən 

tarazlıq metal ionlarının metalın kristal qəfəsinə daxil olması is-

tiqamətində  yer  dəyişmiş  olur.  Bu  zaman  metalın  təbiətindən 

Şəkil 9.1. Metalın səth 

ionlarının hidrat

 

laşması; mn-bərk və maye 

fazaları arasındakı  sərhəd 

 

 

345

asılı  olaraq  metalın  səthi  müsbət, 

ona  yaxın  məhlul  təbəqəsi  isə 

mənfi yüklənə bilər. Məsələn, Zn 

öz  duzu  məhlulunda  mənfi  elek-

trod  potensialına  malik  olduğu 

halda,  Cu  öz  duzu  məhlulunda 

müsbət  elektrod  potensialı  kəsb 

edir.

 

Metal  ionları  arasında  ya-

ranan  tarazlıq

   

halını  xarakterizə 

edən  elektrod  potensialı  tarazlıq 

elektrod potensialı adlanır. 

   

 

Daniel-Yakobi 

qalvanik 

elementi. 

Оксидляшмя-

редуксийа  re-    aksiyas

ını  təшкил 

едян  йарымреаксийалары  (редокси-кечидляри)  бир-бириндян 

тяърид едиб, електронларын редуксийаедиъидян оксидляшдириъийя 

верилмясини  нагилля  щяйата  кечирмякля  бярабяр  бу 

йарымреаксийаларын ba

ş verdiyi мящлуллары ионларын hərəkətinə 

(миграсийасына)  имкан  верян  мясамяли  аракясмя  вя  йа 

дуз  корпусу  (електролит  ачары)  васитясиля  ялагяляндирсяк, 

оксидляшмя-редуксийа  реаксийаларынын  енерjиси  електрик 

енерjиси  шяклиндя  мейдана  чыхар.  Беля  гурьулар,  гябул 

етдилдийи кими, галваник елементляр  адланыр.  

Мисал  олараг  Даниел-Йакоби 

qalваник  елементинин  ишлямя 

принсипи  иля  таныш  олаг.  Бу 

елемент  (шяк.  9.3)  бир-бириндян 

ионларын    щярякятиня  имкан  

veрян    мясамяли  aракясмя  il

ə 

t

əcrid  olunmuş, ичярисиня 

Zn 

вя 

Cu   лювщя  дахил  едилмиш  уйьун 

олараг 

4

ZnSO

  вя 

4

CuSO

 

мящлулларындан ибарятдир.  

Şəkil. 9.2. Metal-məhlul  

sistemin ayırıcı sərhəddində  

ikiqat elektik 

təbəqəsı 

 

 

346

Z n

  вя 

Cu   лювщяляр

 

юз  дузлары  мящлулунда  редокси-кечид 

(йарымреаксийа)  таразлыьы  иля  баьлы  олараг 

метал електродлар ямяля эятирирляр: 

 

   

 

 

0

Zn

2e

−

      

2

Zn

+

 

 

 

   9.1    

 

   

            

2

Cu

2e

+

+      

0

Cu

   

 

   9.2 

 

Синк  мися  нисбятян  даща  чox  актив  метал  олдуьундан 

Zn

  електроду 

Cu   електродуна  нязəрян  мянфи  електрод 

потенсиалына малик олур. Одур ки, металлары нагилля, мясялян, 

мисля  ялагяндирдикдя  електронлар  синк  електроддан  мис 

лювщяйя  доьру  щярякят  етмиш  олаъагдыр.  Мис  електродун 

сятщиня  эялян  електронлар  електродла  тямасда  олан 

2

Cu

+

-

ионларыны  нейтраллашдыраъагдыр.  Нятиcядя  (

şək.9.1)  таразлыьы 

саьа  йюнялдийиндян  заман  кечдикcя  синк  лювщя  щялл 

олмаьа, (9.2) таразлыьы ися сола йюнялдийиндян мис електроду 

цзяриндя  нейтрал  мис  атомлары  топланаъагдыр.  Бунун 

нятиcяси  олараг 

4

ZnSO

  мящлулунда 

Z n

-ионлары  иля  мцгайи-

сядя 

2

4

SO

−

-ионлары, 

4

CuSO

  мящлулунда  ися  мис  ионлары  иля 

мцгайисядя 

2

4

SO

−

-ионлары  артыглыьы  йарандыьындан  бу  ионлар 

да аракясмя васитясиля биринъи габдан икинъи габа щярякят 

едяряк  дюврянин  гапанмасына  сябяб  олаъаг  вя  електрик 

cяряйаны ямяля эяляcякдир. 

Beləliklə, Daniel-Yakobi qalvanik elementinin işləməsi əsa-

sında aşağıdakı proseslər durur: 

                   

1. Sinkin oksidləşmə reaksiyasi (anod prosesi): 

 

                        Zn – 2e → Zn

2+

                    

 

2. Mis ionlarinın reduksiya reaksiyası (katod prosesi): 

 

→ 

← 

→ 

← 

Şə

 

347

                        Cu

2+

 + 2e → Cu  

 

Elektrokimyada oksidləşmə prosesi anod prosesi, bu prose-

sin  baş  verdiyi  elektrod  isə  anod,  reduksiya  prosesi  katod  pro-

sesi, reduksiya prosesinin getdiyi elektrod isə katod adlanır. 

 

3. Elektronların xarici dövrə ilə hərəkəti 

4.  Đonların  məhlulda  hərəkəti:  anionların  (

SO

4

2

-

)  anoda, 

kationların (Zn

2+

, Cu

2+

) isə katoda hərəkəti. 

Elektrod proseslərinin yekun tənliyini yazsaq alarıq: 

 

                            Zn + Cu

2+

 = Cu + Zn

2+ 

      

   

Göstərilən kimyəvi reaksiya nəticəsində xarici dövrədə elek-

tronların, daxili dövrədə (element daxilində) isə ionların istiqa-

mətlənmiş  hərəkəti  elektrik  cərəyanının  meydana  çıxmasına 

səbəb olur. Odur ki, qalvanik elementdə baş verən yekun reak-

siya cərəyan əmələgətirici reaksiya adlanır.

 

Qalvanik elementi sxematik təsvir  etdikdə elektrodları təş-

kil  edən  redoksi-cütlər  oz  daxilində  bir  xətlə,  elektrodların 

ayırıcı sərhəddi iki xətlə göstərilir. Bu baxımdan Daniel-Yakobi 

elementini sxematik təsvir edək:   

 

                                  Zn|Zn

2+

 ||Cu

2+

 |Cu` 

 

Бу заман галваник елементин ишлямяси ясасында дуран 

просесляри ашаьыдакы кими эюстяря билярик: 

 

   

 

2

2

2

2

Zn 2

Zn

Cu

2

Cu

Zn Cu

Zn

Cu

+

+

+

+

−

→

+

→

+

=

+

e

e

 

 

 

 

  

 

348

Z n

електродунда  оксидляшмя  просеси  эетдийиндян  о, 

елементин  анодуну, 

Cu   електродунда  редуксийа  просеси 

эетдийиндян ися о, елементин катодуну тяшкил едир. 

Qalvanik  elementin  elektrik  hərəkət  qüvvəsi. 

Qalvanik  elementin  hasil  etdiyi  elektirik  i

şi  elektrodlar 

aras

ında  potensiallar  fərqinin  elektrodlardan  keçən  yükün 

miqdar

ına vurma hasili ilə ölçülür. 

Elekrodların  (katod  və  anodun)  tarazlıq    potensialları  ara-

sındakı  fərq  qalvanik  elementin  elektrik  hərəkət  qüvvəsi  (EHQ) 

adlanır.  

Elektrodda  bir  mol-ekv.  maddənin  elektrokimyəvi  çevr-

lməsı  üçün  Faradey  qanununa  görə  sistemdən  F  qədər  elektrik 

yükü  keçməlidir.  Beləliklə,  bir  mol-ekv.  maddənin  elektrokim-

yəvi  reaksiyası zamanı hasil olunan maksimal iş (W

max.

 ) aşağı-

dakı kimi olacaqdır: 

 

                         W

e

max.

 

= nFE

e                                                    

      

   

9.3 

      

 

Burada E

e

 

–qalvanik elementin elektrik hərəkət qüvvəsi, n-

isə bir mol maddədə olan ekvivalentlərin sayıdır. Elektrod pro-

secində,  eləcə  də  redoksi  reaksiyalarda  maddənin  ekvivalenti 

onun molyar kütləsinin bu kütlnin aldığı və ya verdiyi electron-

ların  sayına  olan  nisbətı  ilə  müəyyən  olunur.  Məsələn,  Zn-2e 

=Zn

2+

  tənliyi  üzrə  E

M

(Zn)=1/2M(Zn)  olacaqdır.  Deməli,1mol 

Zn-də yerləşən ekvivalentlərın sayi 2-dir.  

Digər  tərəfdən  məlumdur  ki,  isobar-izotermik  şəraitdə 

sistemin  hasil  etdiyi  maksimal  iş  Hibbs  enerjisi  dəyişməsinə 

(bax 5.5)  bərabərdir. 

                                 W

e

max

.

= 

-∆G

                                   9.4        

 

(9.3)  və  (9.4)  tənliklərinin  sol  tərəflərinin  bərabərliyini  qə-

bul edib E

.

-yə görə həll etsək yaza  bilərık: 

 

                          E

e

max

 = -

 

[

∆G

/nF)]                                 9.5                  

 

349

       

Beləliklə, Hibbis enerjisi dəyişməsinin məlum qiyməti əsa-

sında qalvanik elementin EHQ-ni  və əksinə, qalvanik elementin 

EHQ əsasında elektrokimyəvi reaksiyanın Hibbs enerjisi dəyiş-

məsini hesablamaq olar. (9.5) tənliyi  kimyəvi  enerji ilə elektrik 

enerjisi  arasındakı asılılığı müəyyən edir. 

 Reaksiyanın  Hibbs  enerjisinin  Vant-Hoff  tənliyinə  (5.32) 

görə  reagentlərin  və  reaksiya  məhsullarının  aktivliyindən  (qaz-

larda  parsial  təzyiqlərindən)  asılılığını  aşağıdakı  ümumi  oksid-

ləşmə-reduksiya tənliyinə tətbiq etsək alarıq:                         

                              

                               a

A+ bB = dD + eE                                   9.6             

                            ∆G=∆G

0

 + RT

ln

b

B

a

A

e

E

d

D

a

a

a

a

.

.

                            9.7  

 

Burada ∆G

0

-reaksiyanın standart Hibbs enerji dəyişməsidir. 

(9.7)  tənliyindən  ∆G-nin  qiymətini  (9.5)  tənliyində  yerinə  yaz-

saq alarıq: 

                            E

e

= 

nF

RT

nF

G +

∆

−

0

ln

b

B

a

A

e

E

d

D

a

a

a

a

.

.

                      

9.8          

 

                                       

(

nF

G

0

∆

−

 )= E

e

0

                                  9.9 

 

qəbul  etsək  (9.8)  tənliyi  Nernst  tənliyinin  formalarından  biri 

olan  aşağıdakı şəkli alacaqdır:                      

                                

                                  E

e

= E

0

e

 

+

nF

RT

ln

b

B

a

A

e

E

d

D

a

a

a

a

.

.

                      

9.10               

  

Burada  E

e

0

-qalvanik  elementin  standart  EHQ  adlanır.  Tən-

likdən görünür ki, reagentlərin və reaksiya məhsullarının aktiv-

 

350

liyi (təqribi halda qatılığı) vahidə bərabər olarsa aşağıdakı bəra-

bərliyi alarıq: 

                                             E

e

 = E

e

0

 

  

 

Deməli,  elementin  standart  EHQ  reagentlərin  və  reaksiya 

məhsullarının vahid aktivliklərində qalvanik dövrənin EHQ-nin 

aldığı  qiymətdir  və  elementin  standart  tarazlıq  elektrod  poten-

sialları fərqinə bərabərdir. 

Reaksiyanın standart Hibbs enerjisi dəyişməsi məlum olarsa 

qalvanik elementin standart EHQ-ni və əksinə hesablamaq olar   

(9.10)  tənliyni  Yakobi-Daniel  qalvanik  elementində  gedən 

elektrokimyəvi reaksiyaya tətbiq etsək, yaza bilərik: 

 

                          E

e

 = E

e

0

 

+ 

+

+

2

2

.

.

lg

Cu

Zn

Zn

Cu

a

a

a

a

nF

RT

                          9.11         

Cu  və  Zn  standart  halda  (bax:  8.6.  Aktivlik)  olduğundan 

1

=

=

Cu

Zn

a

a

olar.  Odur  ki,  (9.11)  tənliyi  aşağıdakı  kimi 

yazılacaqdır: 

 

                          E

e

 = E

e

0

 

+ 

+

+

2

2

.

lg

Cu

Zn

a

a

nF

RT

                                

                           

Elementin  standart  Hibbs  enerjisi  dəyişməsinin  ∆G

0

=  -

212,3kC/mol = -212,3 kVt.s/mol; n=2 olduğunu bilərək Daniel-

Yakobi elementinin 25

0

S-də standart EHQ-ni hesablaya bilərik: 

         

       E

e

0 

=  

nF

G

0

∆

−

=  

1

,

1

/

.

96500

.

2

/

..

3

,

212

=

−

−

mol

c

A

mol

s

Vt

V.

 

                                   

                        

                            

9.3. ELEKTROD  POTENSĐALLARI 

 

 

351

Електрон  вя  ион  кечириъилийиня  малик  ики  фазалы  системляр 

електрод  адланыр.  Бу  бахымдан  електродлар  бир  не

çя  нювя 

тясниф  олу-нурлар.  Bunlardan  metal  v

ə  redoksi-elektrodlarla 

tan

ış olaq. 

Metal elektrodlar. Metal

ı  юз дузу мящлулуна дахил ет-

дикдя  металла  ионлары  арасында  ашаьыдакы  садя  схемля 

тясвир олунан редокси-кечид таразлыьы бярпа олунур: 

                         

                                 M

z+ 

| + ze       M  

  

Бурада шагули хятт фазаларын ай

ıрыъы сярщяддини эюстярир. 

Бу  тип  електродларда  метал  електрон  keçirici,  мящлул  ися 

ионкечириъи фазаны тяшкил едир. 

Редокси-електродлар.

  Редокси-cцтцн  оксидляшдириъи 

вя  редуксийаедиъи  формалары  мящлулда  ионлары  шяклиндя 

оларса,  електрон  кечириъи  фазаны  ялдя  етмяк  цчцн  мящлула 

индефферент  метал,  ясасян  платин  лювщя  дахил  едилир.  Бу 

заман електронларын редуксийаедиъи формадан оксидляшдириъи 

формайа вя яксиня кечмяси платинин сятщиндя баш верир. Ре-

докси-електродда  баш  верян  просеси  схематик  олараг 

ашаьыдакы кими эюстяря билярик: 

 

                               ze

| +Ox       Red  

 

 

 

Истяр  метал  вя  истярся  дя  редокси-електродларда 

схемлярдян  эюрцндцйц  кими  редокси-кечидляр  заманы 

кимйяви  чеврилмя  йцклц  щиссяъиклярин  фазаларын  тохунма 

сярщяддиндя  бир  фазадан  диэяриня  кечмяси  иля  баш  верир. 

Бунун  нятиcяси  олараг  фазалар  арасында  мцяййян 

потенсиаллар фярги ямяля эялир. Бу фярг дахили електрод вя йа 

дахили редокси-потенсиал адланыр. 

Дахили  електрод  потенсиалы  редокси-cцтцн  тябияти  иля 

йанашы  температур  вя  редокси-cцтцн  оксидляшдириъи  вя 

редуксийаедиъи  формаларынын  активлийиндян  (гатылыьындан) 

асылыдыр.  Бу  асылылыг  Нернст  тянлийи  шяклиндя  ашаьыдакы  кими 

ифадя олунур: 

→ 

← 

→ 

← 

 

352

 

   

       

0

O

Red

ln

ϕ = ϕ +

x

a

RT

zF

a

 

 

             

9.12 

 

Бурада 

φ вя 

0

ϕ

- уйьун олараг 

O Re d

x

 cцтцнцн дахили 

електрод (редокси) вя стандарт електрод (редокси) потенсиалы, 

R

-  универсал  газ  сабити  (8,31  Ъ/мол·К), 

T

-  мцтляг 

температур, 

z

-  редокси-кечиддя  иштирак  едян  електронларын 

сайы, 

F

-  Фарадей  ядяди  (96500  Kl ), 

Ox

a

  вя 

Re d

a

-  ися 

редокси-cцтцн  оксидляшдириъи  вя  редуксийаедиъи  формаларынын 

активлийидир. Натурал логарифмдян онлуг логарифмя кечяряк 

R

 

вя 

F

-ин  гиймятлярини  йериня  йазсаг  298

0

К  (25

0

Ъ)  цчцн 

(9.12) тянлийи ашаьыдакы шякли алаъагдыр: 

   

O

0

Red

0,059

lg

ϕ = ϕ +

x

a

z

a

 

 

            9.13 

 

Тянлийя  ясасян 

O

Red

1

=

=

x

a

a

  оларса 

0

ϕ = ϕ

  олар. 

Демяли, стандарт дахили електрод потенсиалы редокси-кечиддя 

иштирак 

едян 

компонентлярин 

ващид 

активликляриндя 

електродун  кясб  етдийи  потенсиалдыр.  Стандарт  дахили 

потенсиал  эюстярилян  шярт  дахилиндя  сабит  температурда 

верилмиш  редокси-cцт  цчцн  сабит  кямиййят  олуб  бу  cцтцн 

оксидляшмя-редуксийа хассялярини характеризя едир. 

Метал  електродларда  редокси-cцтцн  редуксийаедиъи  фор-

масы  метал  олдуьундан 

M

1

=

a

  олаъагдыр.  Одур  kи,  метал 

електродлар цчцн Нернст формулу 

 

   

0

M

0,059

ln

+

ϕ = ϕ +

z

a

z

                                   

9.14 

 

шяклиндя йазылыр. 

 

353

Гейд етмяк лазымдыр ки, дахили електрод потенсиалларынын 

мцтляг гиймятлярини тяйин етмяк мцмкцн дейилдир. Одур ки, 

електрод  потенсиалларынын  нисби  гиймятляриндян  истифадя 

олунур.  Бу  мягсядля  електродларындан  бири  метал  вя  йа 

редокси-електрод,  диэяри  ися  дахили  електрод  потенсиалы  шярти 

олараг  сыфыр  гябул  едилмиш  мцгаися  (еталон)  електроду  олан 

галваник  дюврянин    електрик  щярякян  гцввясиндян  (

E

) 

истифадя  едилир.  Беля  щалда  елементин  електрик  щярякят 

гцввяси верилмиш редокси-cцтцн нисби електрод вя йа садяcя 

олараг  електрод  потенсиалы  адланыр.  Практикада  мцгайися 

електроду  олараг  стандарт  щидроэен  електродундан  истифадя 

олунур.