Reja: Elektroliz uchun Faradey qonunlari Elektrolitlardagi tok zichligi uchun Om qonuni Gazlarning elektr o‘tkazuvchanligi Suyukliklarda gazlarda va plazmada elektr toki Nometall o‘tkazuvchi suyuqliklar ion o‘tkazuvchanligiga ega

Suyuqliklarda elektr toki, Farady qonunlari.


Reja:

1. 
   Elektroliz uchun Faradey qonunlari
   
2. 
   Elektrolitlardagi tok zichligi uchun Om qonuni
   
3. 
   Gazlarning elektr o‘tkazuvchanligi
   

Suyukliklarda gazlarda va plazmada elektr toki

Nometall o‘tkazuvchi suyuqliklar ion o‘tkazuvchanligiga ega, ya’ni ularda tok tashuvchilar musbat va manfiy zaryadli ionlardir. Bunday suyuqliklarni elektrolitlar yoki ikkinchi tur o‘tkazgichlar deb ataladi. Tuz, kislota va ishqorlarning suvdagi eritmalari elektrolitlarning yorqin misoli vazifasini o‘tashlari mumkin. O‘tkazuvchi suyuqliklarda ionlarning tartibli harakati, elektrolitlarga tushirilgan va elektr energiyasi manbaasi qutblariga ulangan, o‘tkazgich-elektrodlar hosil qilgan elektr maydonda sodir bo‘ladi. Musbat elektrodni anod, manfiysini esa katod deb ataladi. Musbat ionlar (vodorod va metallarning ionlari) katod tomonga harakatlanadi, shuning uchun ularni kationlar deyiladi, manfiy (kislota qoldiqlari va gidroksil guruhlari ionlari) ionlar esa anodga harakatlanadi va anionlar deb ataladi. Elektrodlardan elektr tokining o‘tishi elektroliz hodisasi, ya’ni elektrodlarda erigan moddalarning tarkibiy qismlari yoki elektrolitlarda sodir bo‘lgan ikkilamchi reaksialar natijasida boshqa moddalarning ajralib chiqishi ro‘y beradi.
Elektrolizning asosiy qonunlari Faradey tomonidan tajribada o‘rnatilgan (1834). Faradeyning birinchi qonuni:
elektrodda ajralib chiqqan moddaning m massasi elektrolitdan o‘tgan Q zaryad miqdoriga proporsional:
m = kQ (20.1)
Proporsionallik koeffitsientini k moddaning elektrokimyoviy ekvivalenti deyiladi. U son jihatdan elektrolitdan bir birlik zaryad o‘tganda ajralib chiqqan modda massasiga teng va moddaning kimiyoviy tabiatiga bog‘liq.
Faradeyning ikkinchi qonuni:
turli moddalarning elektrokimiyoviy ekvivalentlarining nisbati ularning k_x kimiyoviy ekvivalentlarining nisbati kabi bo‘ladi:
(20.2)
Ionning kimiyoviy ekvivalenti deb ionning A molyar massasini uning Z valentligiga nisbatiga aytiladi: k_x=A/Z. Shuning uchun elektrokimiyoviy ekvivalent
(20.3)
bu yerda - Faradey doimiysi deb atalgan universal doimiy. (20.3) ifodani (20.1) ga qo‘yib
(20.4)
ni olamiz.
(20.4) formula o‘zida Faradeyning ikkala qonunini birlashtirgan, ya’ni u elektroliz uchun Faradeyning umumlashgan qonunining yozilishidir.
Agar t vaqt oralig‘ida elektrolit orqali I doimiy tok o‘tkazilsa, u holda zaryad Q = It va (20.4) tenglamani quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin:
(20.4)
Faradeyning (20.4) umumlashgan qonunidan Faradey doimiysining fizik mahnosini tushunib olish oson. Agar m = A/Z bo‘lsa, elektrolit orqali o‘tgan zaryad Faradey soniga teng. Demak, Faradey doimiysi son jihatdan elektrodda 1 molp bir valentli modda ajralib chiqishi uchun elektrolit orqali o‘tgan zaryad miqdoriga teng.
Faradey qonunlari ilk bor har qanday elektr zaryad yaxlit sondagi “elektr atomlaridan” - elementar zaryadlardan tashkil topgan degan fikrga olib keldi. ‘aqiqatdan ham (20.4) dan, har qanday Z valentli moddaning 1 molini elektrodda ajralib chiqishi uchun elektrolit orqali Q = ZF zaryad o‘tkazish kerakligi kelib chiqadi. Bu zaryadni elektrolitdan N_A Avagadro doimiysiga teng sondagi Z valentli ionlar olib o‘tadi.