13-mavzu. Galvanik elementlar. Elektr yurituvchi kuch (EYuK)

13-mavzu. Galvanik elementlar. Elektr yurituvchi kuch (EYuK).

REJA

• Galvanik elementlar turlari va EYuKni aniqlash.
• Kimyoviy va konsentrasion galvanik elementlar.
• Elektroliz. Elektrolizning sanoatdagi amaliy ahamiyati.

GALVANIK ELEMENTLAR.
DANIEL-YAKOBI ELEMENTI
Ma’lumki, kimyoviy energiyaning elektr energiyasiga aylanish hodisasi – galvanik elementlarda yuz beradi (aksincha, elektr energiyasini kimyoviy energiyaga aylanish hodisasi elektroliz vaqtida yuz beradi).
1836 yilda ingliz olimi Daniel (1840-yilda Yakobi) taklif qilgan element, ya’ni Daniel – Yakobi elementi galvanik elementlarda elektr toki hosil bo‘lish sabablarini to‘liq tushuntirib berdi.
O‘z eritmasiga tushirilgan har qanday metall praktikada yarim o‘tkazgich yoki elektrod deyiladi. Har qanday element esa kamida 2 ta elektroddan tashkil topgan bo’ladi. (Har bir galvanik element o‘zini tashkil etuvchi metall plastinkasi va eritmasi konsеntratsiyasiga qarab o‘zining ma’lum EYuK ega bo‘ladi). Daniel - Yakobi elementi misolida tok manbaini ishlash mexanizmini kuzatish qulay. I–rasmda ko‘rsatilganidek, bu element ikkita elektroddan tashkil topgan zanjir bo‘lib, uning bir tomonida rux sulfat eritmasi (ZnSO4 C=1 mol/l) ga rux plastinkasi,
-ikkinchi qismda esa mis sulfat eritmasi (CuSO4 C=1 mol/l) ga tegishli mis plastinkasi tushirilgan bo’ladi.
I–rasm. Daniel – Yakobi galvanik elementi
Galvanik element ishlashi uchun metall plastinkalar sim orqali, eritmalar esa tuz ko‘prigi orqali birlashtiriladi. Odatda, tuz ko‘prigini tayyorlashda egilgan shisha naycha agar-agar ivig‘i va KCl ning to‘yingan eritmasi bilan to‘ldiriladi.
Element qutblari tashqi zanjir bilan ulansa, unda elektronlar rux plastinkasidan mis plastinkasiga o‘ta boshlaydi va quyidagi reaksiya hisobiga elementda tok hosil bo‘ladi:
Dеmak, Daniel-Yakobi elеmеntida elеktr yurituvchi kuch (EYUK) quyidagi rеaksiya enеrgiyasi hisobiga hosil bo’ladi va elektr toki – har ikkala oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalar energiyalarining yig‘indisidan iborat:
Bunday reaktsiyalar elektrokimyoviy reaksiyalar deyiladi.
Huddi shu reaksiya probirkada ham ketadi. Lekin bunda hosil bo‘lgan energiya (Q) issiqlik energiyasiga aylanib tashqariga tarqalib ketadi. Sabab, bunda oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari bir joyda ketadi va elektronlar qaytaruvchidan oksidlovchiga bevosita o‘tadi. Shuning uchun bu elementlarning holati tartibsiz bo‘lib, reaksiya natijasida ajralib chiqqan energiya issiqlik energiyasiga aylanadi, bunday oddiy reaksiyalar kimyoviy reaksiyalar deyiladi.
Galvanik elementlarda oksidlanish – qaytarilish reaksiyasining sodir bo‘lishining o‘ziga xos xususiyati – elektron qaytaruvchi (Zn) dan oksidlovchi (Cu) ga tashqi zanjir orqali o‘tib, ish (W) bajaradi. Zanjirdagi tok yo„nalishining termodinamikaning II qonuniga muvofiq Gibbs energiyasi ΔG0 orqali – bashorat qilish mumkin. Masalan, Daniel - Yakobi elementi uchun