Mavzu: Galvanik elamentlar termodinamikasi mundarija kirish

1.2 Galvanik elementlar termodinamikasi
Ximiyaviy reaktsiya energiyasini elektr energiyaga aylantirib beruvchi asbob galvanik element deyiladi. Bu asbob elektrolit eritmalariga tushirilgan ikki elektroddan iborat boʻladi. Bu eritmalar g’ovak toʻsiq (membrana) yordamida yoki elektrolitik koʻprik yordamida ulanadi. Elektrolitik koʻprik sifatida yoki ning toʻyingan eritmasi ishlatiladi.
Elektrodlarni metall oʻtkazgich orqali ulasak ularning birida oksidlanish, ikkinchisida qaytarilish reaktsiyalari boradi.
Ajratilgan galvanik elementda muvozanat holat boʻlmaydi, lekin shunday holat uzoq muddatgacha saqlanib turishi mumkin. Elektrodlar metall oʻtkazgich yordamida ulangan ondayoq (1b-rasm) bunday tormozlangan holat yoʻqoladi. Toshni zanjirda (ya’ni metall oʻtkazgichda) elektronlarning harakati va ichki zanjirda (elektrolit eritmasida) ionlarning harakati kuzatiladi va bunday hara-katlar bilan bir vaqtning oʻzida elektrodlarning birida oksidlansa, ikkinchisida qaytarilish reaktsiyalari boradi. Bu reaktsiyalar termodinamik nuqtai nazardan qaytmas boʻladi va muvozanat holat vujudga kelishi bilan toʻxtaydi.
Ajratilgan (a) va ulangan (b) galvanik elementlar: М1 va М2 -metall elektrodlar; S1 va S2 - va ionlar tarkibida boʻlgan eritmalar. Elektrodlarga ulangan tashqi metall oʻtkazgichlar bir xil metalldan qilingan boʻlsa, galvanik element toʻg’ri ajratilgan (1a-rasm) deyiladi. Tashki metall oʻtkazgichlar har xil metalldan iborat boʻlsa, galvanik element notoʻg’ri ajratilgan deyiladi. Chap tarafdagi elektrodda (1b-rasm) oksidlanish reaktsiyasi, va oʻng tarafdagi elektrodda qaytarilish reaktsiyasi boradi. Tashqi zanjirda elektronlar va ichki zanjirda kationlar М1 dan М2 ga qarab harakat qiladi (b). Punktir vertikal chiziqlar bilan membrana yoki elektrolitik koʻprik koʻrsatilgan.
Elektrodlarni ulab turgan oʻtkazgichning qarshiligi qanchalik katta boʻlsa, reaktsiya shuncha sekinlik bilan boradi, yani reaktsiya qaytar boʻladi. Shuning uchun elektrodlarni cheksiz qarshilikka ega boʻlgan oʻtkazgich bilan uladik deb faraz qilsak, reaktsiya cheksiz sekin boradi va har bir daqiqada elektrodlar bilan eritmalar oʻrtasida muvozanat bor desak boʻladi. Bunday reaktsiyalar kvazi-qaytar (qaytarga oʻxshash, yaqin) reaktsiyalardir. Termodinamik jihatdan qaytar boʻlgan jarayonlarda maksimal elektr ishi bajariladi. Bunday sharoitlarda oʻlchangan ikki elektrod orasidagi potentsiallar farqi galvanik alementning elektr yurituvchi kuchi (e.yu.k.) deyiladi.
Shunga e’tibor berish kerakki, ikkita oʻz-oʻzicha mu-vozanat holatidagi elektrodlar galvanik elementni hosil qiladi, ya’ni muvozanatda boʻlmagan sistema vujudga keladi. Buning sababi metallardagi zlektronlarning zichligi turlicha boʻlishi-dir, shuning uchun elektronlar tashqi zanjir orqali bir metall-dan ikkinchisiga oʻtishga intiladi. Agar bu oʻtish sodir boʻlsa, bir vaqtning oʻzida ichki zanjirda ionlarning tashilishi kuzati-ladi (1-rasmga qarang), bu tashish ayni temperaturada mem-brana bilan ajratilgan ikkala eritmadagi elektrolit konsen-tratsiyalarining (aktivliklarining) birdan-bir munosabati oʻrna-tilmaguncha davom etadi. Bu muvozanat butun sistemaning termodinamik muvozanatini koʻrsatadi.
Galvanik elementdagi termodinamik muvozanat kon-stantasini va tenglamalardan foydalanib topiladi. Oxirgi tenglamadagi standart e.yu.k. (galvanik elementdagi hamma ionlarning oʻrtacha aktivliklari birga teng boʻlgandagi).