I химиявий тенгламалардан фойдаланиб масалалар

VII. ЭЛЕКТРОЛИЗ
Барча моддалар элфтролит ва электролитмаеларга бўлинади. Эритма ёки суюқланмааа электр токини ўт-казадиган моддалар электролитла рдейилади. Эрит-ма ёки суюқланмалари электр токини ўтказмайдиган моддалар электролитмаслар дейилади. Электро-литлар эритма ёки суюқланмада ионларга ажралади. Бу ҳодиса электролитик диссоциация деб ата-лади. Кислота, асос ва тузлар электролитлар ҳисобланади. Бошқа моддаларнинг ҳаммаси ё электролитмаслар ёки кучсиз электролитлар, яъни молекулалари қисман ионларга ажраладигая моддалар бўлиб ҳисобланади.
Эритмадан электр токи ўтганда катионлар (мусбат зарядди ионлар) манфий зарядланган элекгродга томон ҳаракатланади. Бу электрод катод деб аталади. Ани-онлар (манфий зарядланган ионлар) зса мусбат зарядланган электродга томон ҳаракатланади. Бу электрод анод деб аталади. Катодда катионлар ўзига электрон бириктириб, нейтрал атомларга ёки кичикроқ зарядли ионларга айланади.

Анионлар эса анодда электронларини бериб нейтрал атомларга айланади:
ёки
Демак, эритмадэн электр токи ўтганда электролит парчаланиб кетади. Модданинг электр токи таъсирида ажралиб кетиши электролиз деб аталади.
Электролиз процесси миқдорий жиҳатдан Фарадей қопунлари билан ифолаланади.
Биринчи қ о н у н. Электродларда ажралган моддаларнинг миқдори электролит эритмасидан ўтгаи электр миқдорига тўғри пропорционалдир.
И к к и н ч и қ о н у н. Ҳар хил электролигларнинг эритмаларидан бир хил миқдордаги электр ўтказилганда электродларда ажралиб чиқчдиган моддаларнинг миқдори уларнинг химиявий эквивалентларига пропорционал бўлади.
1 г-экв ҳар қандай моддани ажратиб олиш учун электролит эритмасидан 96500 кулон ёки 26,8 а. с электр токи ўтказилишн лозим. Электрнинг бу миқдори Фарадей сони (1 фарадей) деб аталади.
Фарадей қонунини умумий кўринишда қуйидагича таърифлаш мумкин: электрояит эритмасидан ўтадиган электр миқдори электродда ажралиб чиқадиган модда-нинг грамм-эквивалентлари миқдорига пропорционалдир: Q = F N
формуладаги Q- электр миқдори. к, ёки а, с; Ғ- Фарадея сони (96500 к, ёки 26,8 а, с); N-элёктрод да ажралиб чиқадиган модданинг грамм-эквивалентлари сони.
Агар модданинг миқдорини граммларда ифода қиладиган бўлсак, формула қуйидаги кўринишга эга бўлади: Q = F . A/Э
бу ерда А- модданинг миқдори, г; Э- химиявий эквивалент.
Кўпинча амалда электрохимиявий эквивалент тушунчаси қўлланилади.
Электролитдан 1 а. с электр токи ўтганда ажралиб чиқадиган модда миқдори электрохимиявий эквивалент деб аталади. Электрохимиявий эквивалент химиявий эквивалентни 26,8 га бўлишдан чиққан бўлинмага тенг.
Электролизда кўпчилик ҳолларда токнинг ҳаммаси модданинг ажралиб чиқишига сарф бўлмайди, чунки бунда қўшимча процесслар ҳам содир бўлиши мумкин. Масалан, хлоридлар электролиз қилинганда фақат хлоридлар оксидланиб қолмай, балки гидроксид ионлар ҳам оксидланиши мумкин. Бундай ҳолларда электр токидан фойдаланиш коэффициенти 1 дан ёки 100% дан кам бўлади.
Электрохимиявий ишлаб чиқаришларда электр токидан фойдаланиш коэффициенти амалда ҳосил қилинган модданинг миқдорини назарий ҳисобга мувофик олиниши лозим бўлган модда моқдорига бўлиш билаи .Фарадей қонунлари бўйича топилади. Бу миқдор ток бўйича унум деб аталади:

бу ерда а-ток бўйича унум; m_a- электролиз процес-сида ҳосил бўлган модда миқдори; m_b- Фарадей қонунига мувофиқ ажралиб чиқиши лозим бўлган модда миқдори.
Электролиз қонунлари ёрдамида қуйидаги тур масалаларни ечиш мумкин:

1. 
   Электролитэритмасидан муайян миқдордаги электр токи ўтганда ажралиб чиқадиган модда миқдорини аниқлаш.
   
2. 
   Маълум миқдордаги моддани ажратиш учун электролит эритмасидан ўтказилиши лозим бўлган электр ток миқдорини аниқлаш.
   

3. 
   Электр токдан фойдаланиш коэффициентини ёки модданинг ток бўйича унумини аниқлаш.
   
4. 
   Химиявий эквивалеитни аниқлаш.
   

Ток миқдорини аниқлаш учун ток кучини унинг ўтиш вақтига кўпайтириш мумкин. Баъзан ток миқдори кулонометр ёрдамида аниқланади. Кулонометр - шундай асбобки, унда металл сульфат эритмаси электролит бўлиб, бу эритмага мазкур металлдан ясалган электродлар тушириб қўйилган бўлади. Агар мис кулонометрдан фойдаланилса, ундаги элекгродлар мисдаи ясалган бўлади ва электролит эса мис (II)-сульфатдан иборат бўлади. Электр ток ўтгаида анод эриб кетади ва катодда аноддан эритмага қанча мис ўтган бўлса шунча мис ажралиб чиқади. Катодда ажралиб чиққан миснинг миқдорига қараб кулонометрдан ва электролизёрдан ўтган электр ток миқдори аниқланади.