Elektrokimyo asoslari. Reja. Elektrod potencial haqida tushuncha Gazli elektrodlar

 Metallarning kuchlanish qatori

Elektrod	Potenciali, volg‘t	Elektrod	Potenciali volg‘t	Elektrod	Potenciali volt
Li^+ /Li Ba^2+/Ba K^+/K Ca^2+/Ca Na^+Na Mg^2+/Mg Al^3+/Al Ti^2+/Ti Mn^2+/Mn	-3,04 -2,94 -2,92 -2,87 -2,71 -2,37 -1,70 -1,63 -1,18	Zn^2+/Zn Cr^3+/Cr Fe^2+/Fe Cd^2+/Cd Co^2+Co Ni^2+/Ni Sn^2+/Sn Pb^2+/Pb Fe^3+/Fe	-0,76 -0,71 -0,44 -0,40 -0,28 -0,25 -0,14 -0,13 -0,04	Ge^2+/Ge Sb^2+/Sb Bi^3+/Bi Cu^2+/Cu Hg^2+2/2Hg Ag^+/Ag Hg^+/Hg Pt^2+/Pt Au^3+/Au	-0,0 +0,20 +0,30 +0,34 +0,79 +0,80 +0,85 +1,20 +1,68

Galvanik elementlar nazariyasi

Kimyoviy reaksiyalar natijasida elektr energiyasi hosil qiladigan, ya’ni kimyoviy energiyani elektr energiyaga aylantiradigan asboblar Galvanik elementlar deyiladi . Galvanik elementni xar xil metallar juftidan hosil qilish mumkin. Masalan Danielg‘-Yakobi elementida rux va mis elektrodlar tegishlicha ZnS0₄ va CuS0₄ tuzlarini 1 molyar eritmasiga tushirilgan va elektrodlar galg‘vanametrlar orqali tutashtirilgan (quyidagi rasm)

Bunda elektronlar aktiv metalldan (Zn) noaktiv metalga (Cu) tomon yunaladi.Agar elektrolit eritmalar o‘zaro birlashtirilmasa, rux sulfat eritmasida musbat zaryadlangan Zn²⁺ ionlari, mis sulfat eritmasida manfiy zaryadlangan S0^2-₄ ionlari tuplanadi, bu esa jarayonning davom etishiga qarshilik ko‘rsatadi. Shuning uchun ikkala idishdagi eritmalar elektrolit eritmasi bilan tuldirilgan naycha yoki yarim o‘tkazgich tusik yordamida tutashtiriladi. Bu bilan Zn²⁺ kationlari va S0^2-₄ anionlarining bir idishdan ikkinchi idishga diffuziyalanishi tahminlanadi va natijada oksidlanish–qaytarilish jarayoni davom etadi:

Zn⁰+Cu²⁺= Zn²⁺+ Cu⁰

Bu Galvanik elementni quyidagi elektrokimyoviy sxema bilan yozish mumkin :

A(-)Zn²⁺+/ Zn// Cu²⁺+/ Cu(+)K

Anod Katod




^ Mis-ruh Galvanik elementining ishlash sxemasi

Bundan ko‘rinadiki, anodda oksidlanish jarayoni, katodda qaytarilish jarayoni boradi. Galvanik elementning elektr yurituvchi kuchi (e.yu.k.) ni aniqlash uchun elektrod potencial qiymati kattasidan qiymati kichigi ayirib tashlanadi. Masalan, normal koncentratsiyalardagi rux-mis elementida :

e.yu.k.=E⁰ _{Cu ^ (2+)+/ Cu}=+0,34-(-0,76)= +11 V

Elektrod potencial qiymatiga elektrod metali bilan bir xil kation koncentratsiyasi katta ta’sir qiladi. Metall elektrodlarining eritmadagi ionlar koncentratsiyasi oshsa, potenciali kamayadi, natijada metallmas elektrodlarning potenciali ortadi. Metall ionlar koncentratsiyasi 1 mol/l ga teng bo‘lmasa, Galvanik elementdagi xar qaysi elektrodning potencialini aniqlash uchun Nerist tenglamasidan foydalaniladi:

Bu yerda:

E-elektrod potencial,

R-universal gaz doimiysi : (R=8,315 J/ grad*mol) ,

F-Faradey (96500 kulon) soni,

n-kationning valentligi,

S-elektrolit eritmadagi kation koncentratsiyasi,

T-absolyut temperatura,

E⁰ –elektrodning standart potenciali,

T=298º K bo‘lganda yuqoridagi formula quyidagicha yoziladi :

RT 8,315298

E=———lnC+ E⁰=2,303—————lgC+ E⁰

nF n96500

formuladagi 2,303 natural logarifmdan unli logarifmga o‘tish soni, yoki :

0,059

E=E⁰+————lgC

n

bu yerda : E-berilgan koncentratsiyadagi elektrodning potenciali, E⁰-standart elektron potenciali.

Masala .Kadmiyning standart elektrod potenciali E⁰ = -0,40 V ga teng, eritmada Sd²⁺ ionlar koncentratsiyasi 0,001 mol/l ga teng bo‘lganda Cd elektrodning potenciali nechaga teng bo‘ladi ?

Echish:

0,059

E⁰ _Cd2+/Cd =-0,4+——— lg10^-3= - 0,4 +0,029(-3)= - 0,49 V

2

Demak, eritmada ionlar koncentratsiyasini uzgartirish elektrod potencial qiymatini uzgartiradi. Shuni nazarda tutib xar xil koncentratsiyali bitta tuz eritmalariga bir xil elektrodlarni tushirib koncentracion Galvanik element hosil qilish mumkin .

Masalan, ikkita kadmiy plastinkani kadmiy ionlari koncent-raciyasi 1 n va 0,001 ni bo‘lgan Sd²⁺ li eritmalarga tushirilib, ularni birbiriga ulasak, koncentracion Galvanik element vujudga keladi:

______e _____

↓ ↓

A (-) Cd / CdSO₄ // CdSO₄ /Cd

C=0,01N C=0,1 N

Uning E.YU.K. = E₁-E₂=-0,40-(-0,49)=0,09 V ga teng bo‘ladi.

Koncentracion Galvanik zanjirning e.yu.k. juda ham kichikdir. Shuning uchun ular qiyin eriydigan tuzlarning (masalan AgCl) ionlar koncentratsiyasini aniqlashda ishlatiladi.