15- mavzu: Elektroliz. Reja

Akkumulyatorlar. Elektr energiyasini to’plab, kerak vaqtda sarf qilishga imkon beradigan asboblar akumulyatorlar deyiladi. Akumulyatorlarda energiyani to’plash uchun avval akumulyator orqali elektr toki o’tkaziladi. Bu vaqtda elektrodlarda vujudga keladigan elektrokimyoviy polyarizasiya jarayoni natijasida elektr energiyasi kimyoviy energiyaga aylanadi.Buning natijasida akumulyator zaryadlanadi. Zaryadlangan akumulyatorni tok manbai sifatida ishlatsa bo’ladi. Amalda ikki xil akumulyatorlar eng ko’p ishlatiladi. Birinchisi qo’rg’oshinli akumulyator bo’lib, ikkinchisi temir-nikelli (yoki ishqorli) akumulyatorlardir.

Qo’rg’oshinli akumulyator elektrodlari katak-katak qo’rg’oshin plastinkadan iborat bo’lib, bu kataklarning ko’zlari qo’rg’oshin oksidining suvga qorilgan bo’tqasi bilan to’ldirilgan. Plastinkalar H₂SO₄ ning 20-30 % li eritmasi solingan shisha bankaga (yoki elektr o’tkazmaydigan boshqa materialdan qilingan bankaga) tushiriladi. Bir oz vaqt o’tgandan keyin qo’rg’oshin oksid sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishishi natijasida qo’rg’oshin sul’fat xosil bo’ladi.

Pb + H₂SO₄ = PbSO₄ + H₂O

Xosil bo’lgan PbSO₄ sul’fat kislotada erimaydi, shuning uchun elektrolit sifatida sul’fat kislota xizmat qiladi. Agar bu sistema orqali o’zgarmas tok o’tkazilsa, akumulyatorning manfiy qutubida (katodda) qo’rg’oshin qaytariladi.

PbSO₄ + 2e Pb + SO₄^-2

Bu vaqtda vodorod ajralib chiqmaydi, chunki qo’rg’oshinda vodorodning o’ta kuchlanishi kattadir.

Anodda qo’rg’oshin oksidlanib, to’rt valentli xolatga o’tadi.

PbSO₄ - 2e + 2H₂O = PbO₂ + 4H⁺ + SO₄^-2

Bu ikki reaksiya yig’indisi quyidagicha bo’ladi.

2PbSO₄ + 2H₂O = Pb + PbO₂ + 4H⁺ + 2SO₄^-2

Demak, zaryadlangan akumulyatorning bir elektrodida esa PbO₂ bo’ladi. Bu ikki moddaning valentlik xolatlari o’rtasida katta farq bo’lgani uchun bu elektrodlarning biri elektronlar bera oladi. Shuning uchun anodda xosil bo’lgan oksidlovchi PbO₂ katodda xosil bo’lgan toza g’ovak qo’rg’oshin bilan birga gal’vanik juft xosil qiladi, ikkinchi so’z bilan aytilganda, oksidlanish-qaytarilish elementi xosil bo’ladi.

Akumulyator zaryadsizlanayotgan vaqtda zaryadlanadigan vaqtdagiga teskari reaksiya boradi. Zaryadsizlanish vaqtda ikkala qutubda xam PbSO₄ xosil bo’ladi.

Manfiy elektrodda zaryadsizlanish vaqtida bo’ladigan jarayonlarni quyudagicha yozish mumkin.
Pb – 2e + SO₄^-2 PbSO₄

Musbat elektrodda bo’ladigan jarayon quyidagicha:

PbO₂ + 2e + 4H⁺ + SO₄^-2 PbSO₄ + 2H₂O

Akumulyatorda boradigan ikkala jarayonni quyidagicha bir tenglama bilan ifodalash mumkin.

zaryadlanish

2PbSO₄ + 2H₂O Pb + PbO₂ + 4H⁺ + 2SO₄^-2

zaryadsizlanish
Akumulyator ishlayotganda (zaryadsizlanish vaqtida) H⁺ va SO₄^-2 ionlar sarf bo’lganligidan, sul’fat kislotaning konsentrasiyasi kamayadi. Shuning uchun akumulyatordagi kislotaning olishtirma og’irligini aniqlab, akumulyatorning qanchalik ishlatilganligi bilinadi. Qo’rg’oshinli akumulyatorning elektr yurituvchi kuchi 2,2 vol’t gat eng. Bir nech akumulyator bir-biriga ulansa, akumulyatorlar batareyasi xosil bo’ladi.

Qo’rg’oshinli akumulyatorlar juda ko’p afzalliklarga ega bo’lishi bilan birga, ularning bir qancha kamchiliklari xam bor. Bu akumulyatorlar ancha og’ir bo’ladi. Bundan tashqari ular etarli darajada pishiq emas, shuning uchun qo’rg’oshinli akkumulyatorlarni bir joydan ikkinchi joyga olib borishda, ular buzilib qolishi mumkin. Shu sababdan qo’rg’oshinli akkumulyatorlar, ko’pincha stasionar ustanovkalarda ishlatiladi.