Abdusalomova oynuraxonning fizikaviy kimyo fanida
Download 1.38 Mb.
|
Abdusalomova Oynuraxon fizximiya
|
2.1 Elektroliz jarayoni. Ionlarning harakatchanligi va tashish soni
Elektrolizda eritmadagi elektr zaryadlarini ionlar tashib o‘tadi. Har qaysi elektroddan bir xil miqdordagi elektr toki o‘tadi, lekin ionlarning tezliklari va zaryadlari turlicha bo‘lganligi sababli, har qaysi tur ionlar elektr tokining bir xil bo‘lmagan qismini tashib o‘tadi. Ionlar harakatining tezligi ko‘p omillarga bog‘liq: ionlarning tabiatiga va muhitga, maydon kuchlanganligiga Е/l (Е – voltlarda berilgan elektrodlar orasidagi potensiallar farqi, l – sm larda berilgan elektrodlar orasidagi masofa), konsentrasiyaga, haroratga va boshqa omillarga. Ionlar harakati tezliklarini bir-biriga solishtirish mumkin bo‘lishi uchun ularni maydon kuchlanganligi 1 В/sm bo‘lgan holda o‘rganiladi. Bunday sharoitda olingan kattaliklar ionlarning absolyut tezligi deyiladi va kationlarning tezligi u+ bilan, anionlarning tezligi v- bilan belgilanadi. Ionlarning absolyut tezligi sm2/В∙sek birliklarida o‘lchanadi. 1 sek davomida eritmadan o‘tgan elektr tokining miqdori, ya’ni tok kuchi I quyidagi tenglama bilan ifodalanadi: I = (u+ + v- )CiSFE (14) bu yerda: Ci – ionlarning ekvivalent konsentrasiyasi (g-ekv/sm3), S – elektrodlar-ning ko‘ndalang yuzasi. Tok kuchini quyidagi tenglamadan ham aniqlasa bo‘ladi: lCSE l ×1000 (15) bu yerda: l – ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik; C – elektrolitning ekvivalent konsentrasiyasi. (14) va (15) tenglamalardan l ni topib, quyidagi tenglamani chiqaramiz: l = (u+ + v- )F Ci ×1000 (16) Kuchli elektrolitlar uchun Ci1000/C birga teng, chunki kuchli elektrolitlar to‘liq dissosilanadi. Kuchsiz elektrolitlarda bu qiymat birdan farq qiladi: Ci ×1000 C ( 17) Demak, kuchli elektrolitlar uchun l = (u+ + v- )F va kuchsiz elektrolitlar uchun esa l =a(u+ + v- )F ni chiqarish mumkin. Ionlarning absolyut tezligi bilan Faradey sonining ko‘paytmasi ionlarning harakatchanligi (ionlarning elektr o‘tkazuvchanligi) deyiladi va kationlar uchun l = u+F va anionlar uchun l = v-F ga teng bo‘ladi. Ionlar harakatchanligining o‘lchov birligi Ом-1×см2/г-экв bilan belgilanadi. Yuqoridagilardan xulosa qilish mumkinki, kuchli elektrolitlar uchun ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik l = l+ +l- (18), kuchsiz elektrolitlar uchun esa, ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik l =a(l+ +l- ) (19) bo‘ladi. Cheksiz suyultirilgan (α®I) taqdirda kuchli va kuchsiz elektrolitlar uchun (20) ni hosil qilamiz. l+ va l- kattaliklar ionlarning eng katta qiymatga ega bo‘lgan harakatchanligi deyiladi. (20) tenglama Kolraush qonunining ifodasidir: cheksiz suyultirilgan eritmadagi ekvivalent elektr o‘tkazuv-chanlik kationning harakatchanligi bilan anionning harakatchanligi yig‘indisiga teng. Io/nlarning harakatchanligi katta ahamiyatga ega bo‘lgan kattalik bo‘lib, u ionlarning elektrolit elektr o‘tkazuvchanligidagi ishtirokini ko‘rsatadi. Ionlarning harakatchanligi elektrolitning harorati va konsentrasiyasiga bog‘liq bo‘ladi. Yuqori konsentrasiyalarda λ+ va λ- larning qiymatlari har xil zaryadli ionlarning o‘zaro ta’siri kuchayishi natijasida l+ va l- larning qiymatlaridan kichik bo‘ladi. Kation va anionlarning harakatchanliklari bir-biridan sezilarli darajada farqlanishi mumkin. Elektrolitlarda elektr tokini bir vaqtning o‘zida ham kationlar, ham anionlar tashib o‘tganligi sababli, eritmadan o‘tgan elektr tokining miqdori bilan har qaysi ion tashib o‘tgan elektr tokining miqdori orasida farq bo‘ladi. Bu miqdor ionlarning tashish soni bilan belgilanadi. Ionlarning tashish soni – bu ayni bir tipdagi ion tashib o‘tgan elektr miqdorining elektrolitdan o‘tganumumiyelektrmiqdoriganisbatidir. Agarelektrolit ikkita ionga dissosilansa, u holda kationning tashish soni uchun t+ = I (21) va anionning tashish soni uchu t- = I (22) larni hosil qilamiz. Bu tenglamalarda I+ va I- – 1 sek davomida kationlar va anionlar tashib o‘tgan elektr miqdori; I – 1 sek davomida eritmadan o‘tgan elektr miqdori. Tashish sonlarining yig‘indisi t+ +t- =1 bo‘ladi. (21) va (22) tenglamalardagi I+ , I- va I larning o‘rniga (14) tenglamadan foydalanib chiqarilgan qiymatlarni qo‘ysak, tashish sonini ionlarning absolyut tezligi yoki ionlarning harakatchanligi (ionlarning elektr o‘tkazuvchanligi) orqali ifodalash mumkin bo‘ladi. Kationlarning tashish soni t+ = u- + v- = l+l+l- (23) va anionlarning tashish soni t- = u+ + v- = l+l-l- (24) ga teng bo‘ladi. Demak, ionlarning tashish soni ayni shu ionning harakatchanligi bilan kation va anionlar harakatchanliklari yig‘indisining nisbatiga teng ekan. Keltirib chiqarilgan tenglamalar yordamida ionlarning harakatchanliklari ma’lum bo‘lsa, tashish sonini hisoblash mumkin. Tashish soni tajriba yo‘li bilan aniqlangan taqdirda esa, ionlarning harakatchanligini hisoblash imkoniyatiga ega bo‘linadi.(18) va (23) tenglamalardan l+ = t+l va l- = t-l ekanligi ko‘rinib turibdi, demak aynan bir ionning tashish soni unga juft bo‘lgan ionning harakatchanligiga bog‘liq bo‘ladi. Shuning uchun har xil elektrolitlarda aynan bir ionning tashish soni turlichadir.Tashish soni ionlar harakatchanliklarining nisbatini ifodalagani sababli, asosan ionlar harakatchanliklariga bog‘liq bo‘lib, harorat va konsentrasiyalar ta’sirida kam o‘zgaradi. Masalan, ikkita bir valentli ionlardan tashkil topgan elektrolitlar uchun tashish soni 0,2 n konsentrasiyagacha deyarli o‘zgarmaydi. Bu xususiyatdan foydalanib, ekstrapolyasiya yo‘li bilan tashish sonini va cheksiz suyultirilgandagi ionlarning harakatchan-ligini topish mumkin. Harorat ko‘tarilishi bilan 0,5 dan katta qiymatlarga ega bo‘lgan tashish sonlari kamayadi va 0,5 dan kichik bo‘lgan qiymatlarda tashish soni ko‘payadi. Ikkala holda ham tashish sonining qiymatlari 0,5 ga yaqinlashadi. Ionlarning tashish sonini bilish elektrolit eritmalar nazariyasi uchun katta ahamiyatga egadir. H+ ionlarining tashish soni Gittorf usulida aniqlanadi. Download 1.38 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|