«Электр технологик қурилмалар ва тизимлар»

Электрокимёвий эквивалент  - электролитдан бир кулон электр заряди оқиб ўтганда ажралиб чиққан модда миқдори. Сон жиъатдан бу миқдор модда кимёвий элементининг Фарадей сонига нисбатига тенг. Ўз ўрнида эса Фарадей сони (F_ф) бир грамм-эквивалент модда ажралиб чиқиш учун талаб қилинган электр заряди миқдорига тенг [F_ф = 96485 Кл/(г.экв)].
Қуйида электр майдон таъсирида электролитлардаги ионларнинг ҳаракатланишини кўриб чиқамиз.
Майдон таъсирида электролитларда ҳаракатланаётган ион, суюқлик молекулалари томонидан кўрсатилаётган қаршилик остида бўлади (доимий тормозланишда бўлади). Бунинг оқибатида ионлар электр майдони томонидан олинган энергиясини молекулаларга бериб, уларнинг тартибсиз ҳаракатини кучайтиради ва натижада электролитларнинг қизиб боришига сабаб бўлади.
Ионларнинг ўзига хос “эркин ҳаракатланиши масофаси” белгилаб қўйилмаганлиги сабабли, улар ҳаракат қилаётган муҳит ионларга доимий қаршилик кўрсатиб туради. Ионларга таъсир қилаётган қаршилик тартибли ҳаракат тезлигининг биринчи даражасига пропорционал бўлади.

F_T=kv (6.2)

бу ерда k - ишқаланиш коэффициенти.

Электронларнинг ҳаракати йўналишида электронларга электр кучи Fэ таъсир кўрсатади:
F_Э=eE (6.3 )
бу ерда e - ион заряди.
Агар ҳаракатланишнинг бошланишида ион тезлиги кичик қийматга эга бўлса, тезлик F_э кучи таъсирида ортиб боради.
Тартибли ҳаракатнинг ўртача тезлиги қуйидагидан келиб чиқиб аниқланади, Fт = Fэ, ёки еЕ =kv, бундан
( 6.4 )
бу ерда: =e/k- ионнинг ҳаракатланувчанлиги.
Электролитдан ўтаётган ток зичлиги:
j=env=enE ( 6.5 )
Мусбат ва манфий ионлар ток зичлиги ҳисобга олинса:

j=e(n⁺⁺+n^-^-)E ( 6.6 )

бу ерда n⁺, ⁺, n^-, ^- - мос равишда мусбат ва манфий ионлар концентрацияси ва ҳаракатланувчанлиги.

Электролитларда ток зичлиги j электр майдони кучланганлигига пропорционал бўлгани сабабли, барча боғланишлар Ом қонунига бўйсунади.
Электролит ўтказувчанлиги σ=e(n⁺⁺+n^-^-) ионлар концентрацияси ва ҳаракатланувчанлиги ортиши билан ортиб боради ва ушбу ҳолатни ионлар ҳаракатланувчанлигининг ортиши ва диссоциация даражасининг ўсиши билан изоҳлаш мумкин.
Мисол тариқасида мис электрози жараёнини кўриб чиқамиз. мис электролизидан мақсад, эритиш усули билан махсус печда олинган, тозаланмаган мис қуймаси таркибидан кераксиз қўшилмаларни тозалаш ва шунингдек, мис қуймаси таркибидаги соф ва турли рангли металларни ажратиб олиш ва натижада тоза электротехник мис ҳосил қилишдан иборатдир. Ушбу жараён қути (яўик) типидаги электролиз ванналарида амалга оширилади. мазкур ванналарга тозаланманган мис қуймасидан иборат анодлар ўрнатилиб, улар орасига юпқа, тоза мисдан иборат катодлар жойлаштирилади. шундан сўнг ваннага, ўзидан мис купоросининг сувдаги эритмасини ифодаловчи, электролит тўлдирилади. электролит қаршилигини камайтириш учун эритма сулpфат кислотаси билан бойитилади.
Анодларнинг ҳар бири ўзидан массаси 300 кг га, қалинлиги 35-45 мм га тенг бўлган плиталарни ифодалайди, катодлар эса қалинлиги 0,6-0,7 мм бўлган, электролитик мисдан ясалган пластиналарни ифодалайди. катод электродларини махсус штангаларга осиш учун уларга қулоқчалар-илгаклар пайвандланган бўлиб, қўшни катод ва анод электродлари орасидаги масофа 35-40 мм ни ташкил этади.
Ваннадан доимий ток ўтказилганда тозаланмаган мис (анодлар) эриши ва натижада тоза миснинг катод электродларга ўтиши амалга ошади. бунда анод таркибидаги соф металл ва бошқа қўшилма (элемент) лар ўзига хос чўкма ҳосил қилади.
Электролиз жараёни ваннадаги кучланишнинг қиймати 0,3-0,35 в ни ташкил қилганда бошланади. токнинг зичлиги эса майда донадор, зичлиги катта бўлган текис мис катоди олиш шартларидан келиб чиқиб чеклаб борилади. тозаланмаган мис зичлигига кўра ток зичлиги 180-270 а/м² ни ташкил қилади. токка кўра чиқиш ишининг реал қиймати 92-98% ни ташкил қилади. электр энергиясининг солиштирма сарфи тоза мисга нисбатан 200-379 квт. соат/тонна ни ташкил қилади.
Катодлар ва анодлар ваннада параллел уланиб, ванналар эса кетма – кет уланади (мультипль системаси). ваннада электродларнинг кетма-кет уланиши (серий системаси) камдан кам қўлланилади.
Электролиз ванналарида шунингдек ўзига хос, яъни специфик усулида рух электролизи, алюминий электролизи каби технологик жараёнлар амалга оширилади. бунда алюминий олиш технологик жараёни катта миқдордаги электр энергияси сарфини талаб қилади. алюминий олиш учун электр энергиясини солиштирма сарфи 14 000–16 000 квт.соат/тонна ни ташкил қилади, хусусан 1 тонна алюминий олиш учун энергия сарфи 16000+500 квт. соатни ташкил қилган ҳол учун 1 квт. соат энергия сарфига 60-77 г миқдорида металл олинади.
Электролиз қурилмаларини ўзгармас ток билан таъминоти ўзгармас ток генераторлари ёки саноат частотасидаги ўзгарувчан токдан ўзгармас токка айлантириб берувчи ярим ўтказгичли тўғрилагич агрегатлари томонидан амалга оширилади. ҳозирги кунда фойдали иш коэффициенти 97-99% ни ташкил қилувчи кремнийли тўғрилагич агрегатларидан фойдаланиш кенг тарқалган.