Электролиз. Фарадей қонуни. Ионларнинг харакатланиш тезлиги ва уни аниқлаш усуллари

Режа:

1. 
   Электролиз. Фарадей қонуни.
   
2. 
   Ионларнинг харакатланиш тезлиги ва уни аниқлаш усуллари.
   
3. 
   Эритмаларнинг электр ўтказувчанлиги.
   
4. 
   Электр ўтказувчанлик, ионлар концентрацияси ва ионларнинг харакатчанлиги орасидаги боғланиш.
   
5. 
   Сувнинг электролитик диссоциланиши.
   

Физик химиянинг химиявий энергиянинг элекр энергиясига ва аксинча, электр энергиясини химиявий энергияга айланиши билан боғлиқ бўлган қонуниятларни ўрганадиган бўлими электрохимия деб аталади. Электрохимия катта амалий аҳамиятга эга бўлиб. Электролиз, электр ўтказувчанлик ва электр ютувчи кучлар ҳақидаги таҳлимотларни ўрганади.

Барча моддалар электр ўтказувчанлиги жихатидан ўтказгич, ярим ўтказгич ва изоляторлар (диэлектриклар)га бўлинади. Ўтказгичларнинг ўзи I тур ва II тур ўтказгичларга бўлинади. эритма тур ўтказгичларга барча металлар ва уларнинг қотишмалари, шунингдек кўмир ва графит киради.
II - тур ўтказгичларга электролитларнинг (тузлар, кислота ва асосларнинг) эритмалари ва суюқланмалари киради. Бўларда электр токи электрлит ионлари орқали узатилади (ионли узатувчанлик), натижада модда химиявий жихатдан ўзгаради.


Электролиз. Фарадей фонунлари.
Эритмаларда электр токи таъсирида химиявий реакциялар (асосан, ажралиш реакциялари) содир бўладиган жараён электролиз дейилади.
Электролиз электр токи таъсирида парчаланиш демакдир.
Электролиз жараёни саноат ва қишлоқ хўжалигида катта аҳамитяга эга. Масалан, хлор ва ўювчи ишқорлар ош тузи эритмасини электролиз қилиб олинади. Аммиак синтези учун зарур бўлган тоза водород сувни электролиз қилиш йўли билан олинади.
Электролиз жараёнида электрод - электролит чегарасида электрохимиявий реакциялар содир бўлиб, бунда электрод билан эритмадаги ионлар (молекулалар) ўзаро электрон алмашади. Катодда электронлар электроддан ионга (ёки молекулага), анодда эса иондан (молекуладан) электродга ўтади, бунда ионлар ёки молекулалар ўзининг эелектр зарядини ёўқотади ёки ўзгартиради.
Электродларда содир бўладиган электрохимиявий реакцияларда фақат электронлар электр ташиши, эритмадаги ионлар жса валентлигини ўзгартириши, леки электродларда зарядсизланмаслиги ҳам мумкин.
Инглиз олими М.Фарадей электролизни тажрибада ўрганиб, иккита муҳим қонунни кашф этди:

1. 
   электролиз вақтида электродлардан моддалар миқдори электролит орқали ўтган электр миқдорига тўғри пропорционалдир;
   
2. 
   турли хил электролитлардан бир хил миқдордаги электр ўтказилганда электродларда ажраладиган (ўзгарадиган) моддалар миқдори шу моддаларнинг химиявий эквивалентларига тўғри пропорционалдир.
   

AgNO₃, CuSO₄ ва H₂SO₄ эритмалари орқалди бир кулон электр ўткаўилганда қаторда 1,118мг кумуш, 0,3293мг мис ва 0,010446мг водород ажралиб чиқади. Бу катталиклар электрохимиявий эквивалентлар дейилади. Химиявий эквивалент электрохимиявий эквивалентга нисбат ўзгармас катталик бўлиб. эритма 96487±1,6К/г-экв (яхлитланганлиги 96500) га тенг ва у Фарадей сони F дейилади. Шундай қилиб, электролиз усули билан эритма г.экв модда ажратиб олиш ёки уни ўзгартириш учун бир Фарадей электр сарфлаш керак.
Занжир орқали ўтган электр миқдорини аниқ ўлчаш методи Фарадей қонунига асосланган. Бундай ўлчашлар учун кумушли, мисли, ионли ва бошқа кулонометрлар ишлатилади. Бу асбобларда электролиз махсулотлари тортилади, титрланади ёки унинг хажми ўлчанади. Электролиз махсулотларининг миқдори маълум бўлгач, сарфланган электр миқдори осоно топилади.
Электролиз саноатида жуда кўп жараёнларда, айниқса, химия саноатида кенг қўлланилади; суюқлантирилган криолит Na₃AlF₆ дан алюминий олиш, суюқлантирилган MgCl₂ ни электролиз қилиб магний олиш, мисни қўшимчалардан тозалаш, ишқор ва туз эритмаларини электролиз қилиб тоза водород олиш ва бошқалар. Бундан ташқари буюмлар сиртига бошқа металлар қоплаш, яъни хромлаш, никеллаш, кадмийлаш каби ишлар ҳам электролитик усулда бажарилади.