Elektrodlardagi jarayonlar. Elektr yurituvchi kuch

18-Ma'ruza. Elektr yurituvchi kuch.
Galvanik elementlarning tasnifi. Galvanik elementlarning termodinamikasi. Galvanik elementning muvozanat konstantasi.
Elektrodlardagi jarayonlar. Elektr yurituvchi kuch.
Elektr energiyaning birinchi kimyoviy manbaini A. Volta 1799 yilda yaratgan. Turlicha metallar tutashgan chegarada paydo bo’lgan potentsiallar farqini volьta-potentsial deb atalgan va Volьtaning kontakt nazariyasi fanda uzoq vaqt xukm surgan. 1889 yilda V. Nernst galьvanik element EYuK ning “osmotik” nazariyasini yaratgan. Nernst nazariyasi Volьtaning kontakt nazariyasini butunlay inkor etib, elektrod-eritma chegarasida potentsiallar sakrashi (galьvani-potentsial) paydo bo’lishining yagona sababi qo’sh elektr qavatning xosil bo’lishidir, deb tushuntirgan. Elektrod bilan elektrolit chegarasida umuman qo’sh elektr qavat paydo bo’lmagan taqdirda ham elektrodning potentsiali noldan farq qilishi Nernst nazariyasining noto’g’ri ekanligini ko’rsatdi: Frumkinning (1930 yillar) izlanishlariga ko’ra, nolь zaryadga ega bo’lgan metallarning potentsiallari ham nolga teng emas ekan. Xozirgi zamon tushunchasiga binoan, elektodning potentsiali ikki metall chegarasidagi volьta-potentsial va elektrod-eritma chegarasida qo’sh elektr qavat xosil bo’lishi bilan belgilanuvchi galьvani-potentsiallarning yig’indisiga tengdir.
Elektron mexanizmli va ion mexanizmli o’tkazgichlardan iborat tutash sistemaga elektrod deyiladi. Elektrodlar 1-tur, 2-tur va redoksi elektrodlar kabi sinflarga bo’linadi. Ushbu sinflarga mansub bo’lgan gaz elektrodlari, amalьgamali elektrodlar, ionselektiv elektrodlar va standart elektrodlar mavjud bo’lib, ular turlicha talablarga javob berishi kerak. Inert elektrodlarda elektrod potentsialining xosil bo’lish mexanizmi moddalarning adsorbilanishi bilan bog’liqdir.
Galvanik elementning elektr ishi W = zFE ga teng bo’lib, Gibbs energiyasining kamayishi xisobiga bajariladi:
W= -G va G= -zFE (1).
Gibbs-Gelmgolьts tenglamasi elektrokimyoviy jarayonlar uchun quyidagi ko’rinishni oladi:
G = - zFEqH-TzF(dE/dT) va H= - zF (2)
Vant-Goffning izoterma tenglamasidan va (1) tenglamadan galьvanik elementning muvozanat konstantasini hisoblash mumkin:
va (3),
bu yerda E^o-standart EYuK. Yakobi-Daniel elementi uchun ga teng bo’lib, bunday katta qiymat ushbu jarayonning kimyoviy qaytmas ekanligini ko’rsatadi.
Nernst tenglamasidan EYuK bilan eritmaning kontsentratsiyasi orasidagi bog’lanishni aniqlash mumkin:
(4)
yoki (5),
bu yerda zq1 da ga teng, bo’lganda
(6)
ga teng bo’lib qoladi.
Oksidlanish-qaytarilish potentsialining qiymati ham oksidlovchi bilan qaytaruvchi moddalar aktivligining nisbatiga proportsionaldir. (4) tenglamadan oksidlanish-qaytarilish potentsiali uchun
(7)
ifoda kelib chiqadi.
Diffuzion potentsial, oksidlanish-qaytarilish potentsiali, vodorod elektrodi, xingidron va kalomelь elektrodlari, Veston elementi tushunchalari (mustaqil tayyorlash uchun).