Elеktrodda sodir bo`ladigan jarayonlar. Nеrnst tеnglamasi. Galvanik elеmеntlar. EyuK

Vodorod elektrodi





Agar platinalangan platina 1 at (101 kPa) vodorod bosimida to’yintirilsa va vodorod ionlarining kontsentratsiyasi 1 ga teng (1 g ekv, 1N, 1 mol) bo’lsa va eritmaga tushurilsa, hosil bo’lgan vodorod elektrodi - normal vodorod elektrodi deyiladi. Uning potentsiali shartli ravishda nul deb qabul qilingan. Boshqa standart (normal) elektrodlar potentsiali normal vodorod elektrodlariga taqqoslab o’lchanadi. Quydagi jadvalda ayrim elektrodlarning standart potentsiallari keltirilgan (T=198 K, muxit - suvli).
Suvli muxitdagi standart elektrod potentsiallari

Elektrod	Elektrod jarayoni	^0, V
Li^+, Li^0	Li^++ o’  Li^0	- 3,24
Zn^2+, Zn^0	Zn^2++ 2o’  Li^0	- 0,762
Fo’^2+, Fo’^0	Fo’^2++ 2o’  Fo’^0	- 0,441
Cd^2+, Cd^0	Cd^2++ 2o’  Cd^0	- 0,403
Sn^2+, Sn^0	Sn^2++ 2o’  Sn^0	- 0,140
2H^+, H2	2H^++ 2o’  H2	0,000
Hg^+, Hg^0	Hg^++ 2o’  Hg^0	0,789
Fo’^3+, Fo’^2+ (Pt)	Fo’^3++ o’  Fo’^2+	0,771
Ag^+, Ag^0	Ag^++ o’  Ag^0	0,799
Cl2, Cl^- (Pt)	Cl2 + 2o’  Cl^-	1,36

Vodorod elektrodi yasashda platina plastinkasi elektroliz usuli bilan g’ovak platina qatlami bilan qoplanadi. Bundan asosiy maqsad, platina sathini oshirish, vodorod gazini yaxshi adsorbtsiyalanishini, yutilishini ta’minlashdir. Platina sathiga shimilgan vodorod molekulasi, qisman atomlarga dissotsialanadi:
2H  2H⁺ + 2o’. Potentsial saqlovchi H₂  2H⁺ chegarasida hosil bo’ladi.
Boshqacha tushuntirish bo’yicha, platinada erigan vodorod, qisman platina atomlarining maydon kuchlari ta’sirida proton va elektronlarga dissotsialanadi: H₂  2H⁺ + 2e^-. Natijada platina plastinkasi eritma bilan vodorod ioni almashtirish qobiliyatiga ega bo’ladi:
H⁺ (Pt) + H₂O  H₃O⁺ (Pt)
Hosil bo’lgan potentsial eritmadagi vodorod ionlarining va plastinkadagi vodorodning aktivligiga bog’liq:
2H₃O_eritma +2e  H₂ (Pt) + 2H₂O
Platinadagi vodorod aktivligi gaz xolidagi vodorod bosimiga to’g’ri proportsionaldir. Vodorod bosimi qancha katta bo’lsa, shuncha ko’p vodorod platinada erildi: H_{2 gaz}  H_{2 eritma}  H₂ (Pt) 2H⁺
Normal vodorod elektrodi taqqoslash elektrodi sifatiga qo’llanishi mumkin:

ZnZn⁺⁺[H⁺]₌₁Pt,H₂



II - tur elektrodlari
Metal o’zining qiyin eriydigan tuzi eritmasiga tushurilsa va eritmadi yana yaxshi eriydigan tuz bo’lsada, uning anioni, yomon eridigan tuz anioniga monand bo’lsa, hosil bo’lgan elektrod II-tur elektrodi deyiladi. Masalan, Ag||AgCl, KCl; Hg||Hg₂Cl₂, KCl.
II-tur elektrodlarining potentsiali yaxshi eriydigan tuz kontsentratsiyasiga bog’liq va anionga nisbatan qaytar bo’ladi:

Kalomel elektrodi laboratoriyalarda ko’p qo’llaniladi. Uch xil kalomel elektrodi bo’ladi: 1) normal 1N [KCl]

2. 
   0,1N [KCl]
   
3. 
   bo’yingan KCl eritmasi
   

1. 
   platina
   
2. 
   mis simi
   
3. 
   shisha trubkasi
   
4. 
   KCl eritmasi
   
5. 
   pasta
   
6. 
   simob
   

KCl kontsentratsiyasi	kal, 291 K
0,1	0,336
1,0	0,284
to’yingan eritma	0,2503

II-tur elektrodlarining potentsiali turg’un. Temperatura o’zgarishi bilan xam kam o’zgaradi:

Temperatura, K	kal, V
286	0,2538
291	0,2503
293	0,2488
297	0,2463

Ularning potentsiallari yillar tursa xam o’zgarmaydi. SHuning uchun kalomel elektrodi vodorod elektrodi o’rnida taqqoslash elektrodi sifatida ishlatiladi.
YAna Hg|HgO,KOH mavjud (simob oksidi)
Odatda to’yingan KCl eritmasini saqlovchi kalomel elektrodi ko’proq qo’llaniladi. Agar aniq o’lchashlar lozim bo’lsa, 1N KCl eritmasi xam ishlatiladi.
Biror bir elektrod potentsiali aniqlanadigan bo’lsa, masalan mis elektrodniki, kalomel elektrodi bilan zanjir tuziladi:
Hg Hg₂Cl₂  CuSO₄ Cu
_kal _Cu
E = _Cu - _kal
E kompensatsion usulda topiladi, _kal spravochniklardan olinadi
_Cu = T + _kal tenglamasi orqali mis elektrodining potentsiali topiladi.
Xuddi shu kabi rux elektrodining potentsialini topish mumkin:
Zn  ZnSO₄  Hg₂Cl₂, KCl Hg
_Zn _kal
E= _kal - _Zn ; _Zn = _kal -E
III-Oksidlanish-qaytarilish (redoks) elektrodlari va zanjirlar.
Inert metall (Ag, Pt) biror bir oksidlangan-qaytarilgan shakldagi ionlar saqlovchi eritmaga tushirilishi natijasida hosil bo’lgan potentsial oksidlanish-qaytarilish yoki redoksi potentsial deyiladi.
Inert metall (Ag, Pt) biror bir ionning oksidlangan va qaytarilgan shakllarini saqlovchi eritmaga tushirilgan bo’lsa, hosil bo’lgan elektrod oksidlanish-qaytarilish yoki redoksi elektrodi deyiladi.
Redoksi elektrodlardagi inert metall eritma bilan na kation va na anion almashmaydi, faqat eritmada erigan moddalar orasida sodir bo’ladigan oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi uchun elektron olish yoki berish ta’minlab beradi. Masalan:
Pt | Fe⁺⁺⁺, Fe⁺⁺, Pt | Cr⁺⁺⁺, Cr⁺⁺
Platinani oksidlangan-qaytarilgan shakllarni saqlovchi eritmalarga tushirilsa, oksidlanish-qaytarilish potentsiali vujudga keladi. U qanday vujudga keladi? Fe⁺⁺⁺+ 1e  Fe⁺⁺ (Fe⁺⁺ Fe⁺⁺⁺+ 1e). Demak, sabab, yuqoridaki tenglamaga binoan, sistemaga elektron berilsa, reaktsiya o’nga, agarda elektron sistemadan olinsa, muvozanatni chapga siljitadi: Fe⁺⁺⁺+ 1e  Fe⁺⁺ - 1e, inert metall redoks o’z elektronini berishi yoki aksincha qabul qilib olishi mumkin.