Oli\' va o•rta maxsus ta'lim vazirligi o•rta maxsus

bog'lab turgan elektron juftlar elektrmanfiyr.o atom/arga tomon
si/jiganda, shuningdek, bir xii atomlarga taal/uq/1 elekrron juft/ar ular orasida bo'/ganda vujudga kelishi mumkin bo'/gan elektr zaryaddir.

4.4- §. Elelrtroliz

Biror elektrolitning eritmasi yoki suyuqlanmasi orqali o'zgar­ mas tok o'tganida eritmadagi kationlar katodga, anionlar esa anodga tomon harakat qiladi. Katodga yetib kelgan kationlar elektronlarni biriktirib olib qaytariladi. Anodga borgan anionlar elektronlarini berib oksidlanadi. Masalan, qizdirib suyuqlantirilgan mis (II) xlorid yoki uning eritmasi orqali o'zgarmas tok o'tganda quyidagi jarayonlar sodir bo'ladi:
Cu•² + 2e Cu (katodda)

2
2Cl - 2e Cl
(anodda)

Suyuq/antiri/gan e/ektrolit yoki uning suvdagi eritmasi orqali elektr toki o'tganida e/ektrodlarda sodir bo'/adigan oksidlanish­ qaytari/ish jarayonlari e I e k I ro Ii z deyiladi. Elektrolizning mo­ hiyati kimyoviy reaksiyani elektr energiyasi hisobiga amalga oshi­ rishdan iboratdir.
Elektroliz jarayonlarida katod qaytaruvchi, anod oksidlovchi vazifasini bajaradi. Katod elektronlar beradi, anod elektronlami qabul qiladi. Lekin bu jarayonlar elektr toki ta'sirida amalga osha­ di. Shuning uchun ular elektr-qaytarilish va elektr-oksidlanish ham deyiladi. Elektr tokining qaytaruvchi va oksidlovchi ta'sirlari kimyoviy oksidlovchi va qaytaruvchilar ta'siriga qaraganda ancha kuchlidir. Shuning uchun ham sanoatda aktiv metallar elektroliz usuli bilan olinadi. Elektroliz vaqtida birlamchi va ikkilamchi jara­ yonlar borishi mumkin. Elektr toki berilganida ionlarning elek­ tron biriktirib olish yoki elektron berish hodisasi birlamchi jara­ yondir. Bu jarayon natijasida, ko'pincha, elektrolizning dastlabki mahsulotlari hosil bo'ladi. Elektroliz mahsulotlari erkin holda ajralib chiqishi hamda o'zaro yoki erituvchi bilan kimyoviy reaksiyaga kirishishi mumkin. Reaksiyaga kirishganida elektrolizning ikkilam­ chi mahsulotlari hosil bo'ladi. Suyuqlantirilgan elektrolitlar elek­ troliz qilinganda faqat birlamchi mahsulotlar chiqadi. Elektrolit­ larning suvdagi eritmalarida e)ektroliz ancha murakkab boradi, chunki, ko'pincha, ikkilamchi jarayonlar sodir bo'ladi. Umu­ man, elektrolizning borishi va oxirida qanday mahsulotlar hosil bo'lishi birlamchi mahsu)otlarga va erituvchining tabiatiga, elek­ trodlaming qanday materialdan yasa)ganiga, temperaturaga, elek­ trodlardagi tokning zichligiga va boshqalarga bog'liq. Ishqoriy (litiy, natriy, kaliy, rubidiy, seziy) va ishqoriy-yer metallari (kalsiy, mag­ niy, stronsiy, bariy)ning hamda a)uminiy tuzlarining eritmalari elektroliz qilinganda katodda vodorod ionlari qaytariladi, chunki eritmada elektrolitning gidratlangan ionlaridan tashqari, H+ va OH·

ionlar ham bo'ladi. Masalan, osh tuzi eritmasida gidratlangan Na+, c1- ionlari va oz miqdorda H+, OH ionlari bo'lganligi uchun osh tuzi eritmasining elektrolizida katodda gaz holidagi vodorod ajralib chiqadi:

2
2H+ + 2e 2H 0 H0
Kislorcdsiz kislotalar (HCI. HBr, H ₂S, HI) ning suvdagi eritmalari elektrolizida anionlar anodda oksidlanadi: Masalan:

2
2c1- - 2e 2c1· c 1•
Kislorodli kislotalar tuzlari (K₂S0 ₄ , Na ₂S0 ₄ , Na N0 ₃, K₃P0 ₄)
eritmalarining elektrolizida anodda gidroksil ionlari oksidlanadi:
40H- - 4e 2H ₂0 + 0/
Neytral gidroksil beqaror bo'lgani uchun parchalanib, anodda kislorod ajralib chiqadi. Rux xlorid eritmasining elektrolizi quyi­ dagicha boradi. Eritmada ZnCl₂ =Zn+++ 2c1- va oz miqdorda H+
hamda OH- ionlari bo'ladi:
ZnCl2 Znt+ + 2c1-, H20 H+ + OH-
Elektr toki berilganida rux ionlari katodga, xlor ionlari esa anodga tomon harakat qiladi. Ruxning har qaysi ioni katoddan ikkitadan elektron olib, rux metaliga qadar qaytariladi. Katodda metall - rux ajralib chiqadi. Xlor ionlari anodda xlor atomlariga qadar oksidlanadi, so'ngra bu atomlar o'zaro birikib, xlor mole­ kulalariga aylanadi:
katodda Zn²+ + 2 e Zn°
anodda 2CI- - 2e 2CI° Cl ₂°
Endi kalsiy xloridning suvdagi eritmasi elektrolizini ko'rib chiqaylik. Kalsiy xloridning suvdagi eritmasida Ca²+, Cl· va oz
miqdorda H+ va OH- ionlari bo'ladi:
CaCl₂ Ca ²• + 2CI-, H₂0 H• + OH-
Elektr toki berilganda, birinchi navbatda, katodda vodorod ionlari qaytariladi, anodda esa xlor ionlari oksidlanadi:
katodda 2H+ + 2e 2H0 H/
anodda 2CI- - 2e 2CI° Cl 0
Kalsiy ionlari gidroksil ionlari bilan birikib, kalsiy gidroksidni hosil qiladi.
Natriy sulfat eritmasining elektrolizida katodda vodorod va anodda
kislorod ajralib chiqadi, chunki Na ₂S0 ₄ eritmasida Na• va SO/ ionlaridan tashqari H+ va OH- ionlari ham bo'ladi:
Na₂S0 ₄ 2Na• + SO/-, H0₂
H• + OH-

Elektr toki berilganida katodda vodorod ionlari qaytariladi, anodda esa gidroksil ionlari oksidlanadi:
katodda 2H + 2e 2H0 H02 anodda 40H- - 4e 2H ₂0 + 0\
Binobarin, natriy sulfat eritmasi elektroliz qilinganida suv elektroli7.ga uchraydi. Juda aktiv metallami olishda ulaming tuz­ larini suyuqlantirib, elektroliz qilinadi.
Yuqorida keltirilgan misollarimizda elektrod materialini elektroliz mahsulotlari yoki crituvchi bilan reaksiyaga kirishmaydigan in­ deferent modda deb faraz qilinadi. Umuman, elektrodlar, ayniq­ sa, anod materiali elektroliz vaqtida eruvehan va erimaydigan modda bo'lishi mumkin. Masalan, ko'mir, grafit, platina va iridiydan yasal­ gan anod erimaydi, lekin mis, kumush, rux, kadmiy, nikel va boshqa metallardan yasalgan anodlar elektroliz vaqtida erib ketadi. Eritma va suyuqlanmalaming elektrolizidan texnikada keng foy­ dalaniladi. Juda ko'p metallar, tuzlar, kislotalar elektroliz yo'li bilan olinadi. Turli materiallar elektroliz yo'li bilan tozalanadi. Galvanostegiyada po'lat buyumlaming sirtini xrom yoki nikel bi­ Ian qoplac;hda, galvanoplastikada turli buyumlarning ko'chirma nusxa va qoliplarini olishda elektrolizdan keng foydalaniladi. Ma­ salan, po'lat buyum sirtini xrom bilan qoplash uchun xrom tuzi eritmasi solingan elektroliz vannasiga po'lat buyum tushirilib, o'zgarmas tok manbayining manfiy qutbi bilan birlashtiriladi. Tok beriladi, sirt xrom bilan yetarli darajada qoplanguncha elektroliz davom ettiriladi. Xrom yoki nikel bilan qoplangan buyum sirti ham chiroyli, ham pishiq bo'ladi. Po'lat buyumni xrom zanglash­ dan ham himoya qiladi.
Elektroliz qonunlari. 1836-yilda ing)iz olimi M.Faradey elek­ troliz haqidagi ikkita qonunni ta'ritladi.
Faradeyning birinchi qonuniga muvofiq, elektroliz vaqtida anod­ da oksidlangan yoki katodda qaytari/gan moddaning miqdori e/ek­ tro/it eritmasi yoki suyuqlanmasi orqa/i o'tgan elelc.tr miqdoriga proporsiona/:
m = R · Q = R · i · t,
bunda, m - oksidlangan yoki qaytarilgan moddaning miqdori, t - vaqt, Q - elektr miqdori, i - tok kuchi, R - moddaning elektr­ kimyoviy ekvivalenti, ya'ni eritma orqali I kulon elektr o'tganida katodda qaytariladigan yoki anodda oksidlanadigan moddaning miqdori.
7X

Faradeyning ikkinchi qonuniga muvofiq, bir necha e/ektrolit eritmasi yoki suyuqlanmasi orqa/i (ketma-ket ulangan) bir xii miq­ dorc/a e/ektr o'tkazi/sa, elektrodlarda oksidlangan yoki qaytarilgan moddalarning miqdorlari ularning kimyoviy ekvivalentlariga pro­ porsiona/ bo'/adi. Masalan, bir idishga AgNO ₃, ikkinchi idishga CuSO ₄, uchinchi idishga FeC l₃ eritmasi solinib, har qaysi idishga
bir xii moddadan yasalgan va bir xii kattalikdagi ikki elektrod
tushirilsa, va barcha elektrodlar bir-biri bilan ketma-ket ulanib, ularga tok berilsa, sistema orqali 96500 kulon elektr o'tganida bi­ rinchi idishda I08 g kumush va 8 g kislorod, ikkinchi idishda 31,8 g mis va 8 g kislorod, uchinchi idishda 18,66 g temir va 35,5 g xlor ajralib chiqadi. Binobarin, 96500 kulon elektr o'tganida bir gramm-ekvivalent modda anodda oksidlanadi yoki katodda qayta­ riladi. 96500 kulon faradey soni deb ataladi va F harfi bilan bclgi­ lanadi. Faradeyning ikkinchi qonuni quyidagi formula bilan ifo­ dalanadi:
K = (1/96500) · E,
bunda, E - moddaning kimyoviy ekvivalenti. Agar bu formula e'tiborga olinsa, Faradeyning birinchi va ikkinchi qonunlari uchun
m = (E · i · t)/96500
ifoda kelib chiqadi.
Elektroliz vaqtida asosiy jarayondan tashqari, turli qo'shimcha jarayonlar ham sodir bo'ladi, shuning uchun ma'lum miqdor elektr berilganida elektrodlarda ajralib chiqadigan moddalaming miqdori Faradey qonunlari bilan hisoblangan miqdordan kamroq bo'ladi. Shu sababli e/ektro/iz unumi yoki tokka nisbatan unum degan tushuncha kiritilgan:
11 = (m, /m )-100%
bunda, m, - amalda ajralib chiqqan modda miqdori, m - Faradey qonunlari asosida hisoblangan (nazariy) miqdor. Demak, amalda ajralib chiqadigan modda miqdorining nazariy miqdorga bo'lgan nisbati (foiz hisobida) tokka nisbatan unum deb yuritiladi. Agar nazariy miqdor uchun Faradey qonunlaridan foydalanilsa, 11
uchun quyidagi formula kelib chiqadi:
11 = ( mI • 96500)/i·t · 3 · JOO%
Bulami misollarda ko'rib chiqaylik.

1. 
   misol. Mis tuzi eritmasi 0,50 amper tok bilan I soat elek­ troliz qilinsa, 0,54 g mis ajralib chiqadi. Elektroliz unumini aniq­ lang.
   

Yechish. m₁ = 0,54 g ekanligi ma'lum, endi nazariy miqdomi hisoblaymiz.
m = (E · i · t)/96500 = (31.8 · 0,50 · I · 60 · 60)/96500 = 0,60 g.
Elektroliz unumi: Tl= (0,54/0.60)-100% = 90%.

2. 
   misol. Bir metall tuzining suvdagi eritmasi orqali 2 soat davo­ mida 75 amper tok o'tkazilsa, 1,69 g metall ajralib chiqadi. Tokka nisbatan unum 95% bo'lsa, metallning kimyoviy ekvivalentini toping.