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

Bu qonuniyatni ikki xil ko‘rinishda talqin qilish mumkin:
a) Gaz molekulalari turlicha ilgarilama harakat energiyasiga ega bo‘lsada, o‘rtachasi 3/2 kT ga teng bo‘lganidek, Z valentli ionlarning zaryadi ham turlicha, ammo o‘rtachasi ZF/N_A ga teng.
b) Xar xil ion aniq q=ZF/N_A zaryadga ega, shu bilan birga, ionlarning zaryadi bir valentli ionning ye=F/N_A elementar zaryadiga karrali qiymatga farq qilishi mumkin.
Maxsus qo‘yilgan tajribalar yordamida ikkala fikrning to‘g‘riligi isbotlangan, hamda ye elementar zaryadning qiymati topilgan.
A.F.Ioffe o‘tkazgan tajribaning sxemasi 20.1-rasmda ko‘rsatilgan.
Tajriba. Maydon kuchlanganligi zarrachani muvozanatda ushlab turadigan qilib tanlangan kondensator qoplamalari orasiga manfiy zaryadlangan metall zarrachasi joylashtirilgan. So‘ngra zarracha intensivligi kichik ultrabinafsha yorug‘lik bilan yoritilgan. Fotoeffekt tufayli zarrachaning manfiy zaryadi vaqti-vaqti bilan kamaygan va zarracha muvozanatini saqlash uchun kondensator maydonining kuchlanganligi shunday o‘zgartirilganki, elektr kuchi q o‘zgarmay qolgan:
q₀E₀ = q₁E₁ = q₂E₂ = ....
Zarrachaning zaryadi faqat diskret qiymatlarnigina qabul qilish mumkinligini tajribalar ko‘rsatgan.

20.1-расм.


5. Elementar elektr zaryad R.Milliken (1909-1914) tomonidan o‘lchangan.
Tajriba. Milliken tajribalarining g‘oyasi, yassi kondensatorning bir jinsli elektr maydonida sfera shaklidagi mikroskopik moy tomchilarining zaryadini, ularning barqaror harakat tezligini o‘lchash asosida aniqlashdan iborat bo‘lgan. Kondensator qoplamalari, L.F.Ioffe tajribalaridagi kabi, gorizontal joylashtirilgan. Elektr maydoni bo‘lmaganda tomchi, o‘zaro muvozanatlashadigan uchta kuchlarning (og‘irlik kuchi m , Arximed _arx va havoning qarshilik kuchi _qar) ta’sirida bir tekis vertikal pastga tushgan. Stoks ko‘rsatganidek, gazsimon yoki yopishqoq muhitda qattiq sharga, uning sekin tezlik bilan ilgarilama harakatida ta’sir etadigan qarshilik kuchi quyidagiga teng:
(20.5)
bu yerda r - sharning radiusi;  - muhit yopishqoqligining dinamik koeffitsienti.
Elektr maydon bo‘lmaganda barqaror tushayotgan tomchining tezligi ₀ bo‘lsin, u holda
(20.6)
bu yerda  va _x - moy tomchisi va kondensatordagi havoning zichligi.  va ₀ zichliklarni, hamda  ni bilgan holda va V₀ ni o‘lchab (20.6) dan tomchi radiusini topish mumkin bo‘lgan
(20.6)
So‘ngra, kondensatorda kuchlanganligi elektr maydon hosil qilingan, uning ta’sirida o‘sha moy tomchisi ₁ tezlik bilan vertikal yuqoriga tekis ko‘tarilgan. Bu holda Arximed va q elektr maydon kuchlari tomchining og‘irlik va qarshilik kuchlari bilan muvozanatlashgan:
(20.7)
(20.7) va (20.6) lardan tomchi zaryadi
(20.8)
kelib chiqadi.
yo‘nalishini bilgan holda tomchi zaryadining ishorasini ham aniqlash mumkin bo‘lgan. Agar maydon kuchlanganligining doimiy qiymatida tomchi zaryadini q ga biroz o‘zgartirilsa, uning yuqoriga barqarorlashgan ko‘tarilish tezligi ham v₁ ga o‘zgaradi, (20.8) ga binoan esa
(20.9)
Milliken tajribalarida tomchi zaryadini havoni rentgen nurlari bilan kuchsiz ionlashtirish orqali o‘zgartirish mumkin bo‘lgan. q ham, q ham bir xil elementar ye zaryadga karrali ekanini tajribalar ko‘rsatgan¹⁾. Shunga muvofiq Faradey doimiysi
= yeN_A
Elektrolitlardagi tok zichligi uchun Om qonuni
Joul-Lens qonuni nafaqat metall o‘tkazgichlardagi, balki elektrolitlardagi elektr toki uchun ham to‘g‘ri ekanligini tajribalar ko‘rsatgan. Bundan, elektrolit molekulalarining ionlarga ajralishi, elektr tokining o‘tishi va tok energiyasining sarf bo‘lishi bilan bog‘liq emasligi kelib chiqadi. O‘zaro bog‘langan ionlardan tashkil topgan tuz, kislota va ishqorlar molekulalarining dissotsiyalanishi, ularning erigan modda, yoki yetarlicha katta issiqlik harakat kinetik energiyasiga ega bo‘lgan erituvchi molekulalari bilan to‘qnashganda sodir bo‘ladi. Suv eritmalarida tuz, kislota va ishqorlarning intensiv dissotsiyalanishi suv molekulalarining kuchli cho‘zilgan dipollarga o‘xshash katta elektr momentiga ega ekanligi bilan bog‘liq. Tuz (kislota, ishqor) qutbli molekulalarining elektr maydoni ta’sirida, ularni o‘rab olgan suv molekulalari shunday orientatsiyalanadilarki (20.2-rasm), oqibatda o‘z elektr maydonlari bilan erigan modda molkulasi ionlari orasidagi bog‘lanishni ancha susaytiradi va shu bilan uning dissotsiyalanishini osonlashtiradilar.

20.2-расм.


Ionlarning tartibsiz issiqlik harakatlari tufayli eritmada teskari, ya’ni qarama-qarshi ishorali ionlarning o‘zaro to‘qnashishi va ularning neytral molekulalarga birlashish jarayoni ham sodir bo‘ladi. Bu jarayonni mollashish yoki rekombinatsiyalanish deyiladi. Erigan modda molekulalarining konsentratsiyasi n₀ va ulardan n₀ qismi ionlarga dissotsiotsiyalangan bo‘lsin, bu yerda  - dissotsiatsiya koeffitsienti. Xaqiqatdan, eritmaning birlik hajmida birlik vaqt ichida dissotsiyalanadigan molekulalarning n₀ soni shubhasiz shu hajmdagi dissotsialanmagan molekulalar soniga proporsional bo‘lishi kerak, ya’ni n₀ = (1 - ) n₀,
bundagi  - proporsionallik koeffitsienti.
Rekombenatsiya jarayoni natijasida eritmaning birlik hajmida birlik vaqt ichida hosil bo‘ladigan neytral molekulalarning soni n₀, birlik hajmdagi ham musbat, ham manfiy ionlarning soniga proporsional bo‘ladi:
n₀ = ²n₀² yoki
(1 - )/² = sonst ^. n₀ (20.10)
Agar n₀0 bo‘lsa 1 bo‘ladi, ya’ni kuchsiz eritmalarda deyarli hamma molekulalar dissotsiotsiyalangan (=1). Eritmaning n₀ konsentratsiyasi ortgan sari  proporsionallik koeffitsienti kamayadi. Kuchli konsentratsiyalangan eritmalarda
 ~ 1/ .
Elektrolitdagi elektr tokining zichligi musbat va manfiy ionlar toki zichliklarining geometrik yig‘indisiga teng: = ₊+ _-, shu bilan birga
₊ = q₊n₀₊< ₊>, _- = q_-n_0-< _-> (20.11)
bu yerda q₊ va q_-, n₀₊ va n_0-, < ₊> va < _-> - musbat va manfiy ionlarning zaryadi, konsentratsiyasi va elektr maydonidagi tartibli (dreyf) harakatining o‘rtacha tezliklari. Metallarda o‘tkazuvchanlik elektronlarining ko‘chish tezligi elektr maydon kuchlanganligiga proporsional bo‘lgani singari, ionlarning ko‘chish tezligi ham ga proporsional bo‘ladi:
(20.12)
bu yerda ₊ va _- ionlarning harakatchanligi deb atalgan musbat kattaliklar.
Tajribalarning ko‘rsatishicha, ionlarning harakatchanligi uning tabiatiga, hamda elektrolitning harorati, yopishqoqligi va boshqa xarakteristikalariga bog‘liq. Muhimi shundaki, elektrolitlarda ionlarning harakatchanligi elektr maydon kuchlanganligiga bog‘liq emas. (20.12) munosabatni ionlarning ko‘chishini ularning yopishqoq muxit - elektrolitda o‘zgarmas +> va -> tezliklar bilan barqaror harakatlanishi deb qarash mumkin. Bunda har bir ion uchun elektr kuchi, ionning ko‘chish tezligiga proporsional bo‘lgan, elektrolit yopishqoqligining qarshilik kuchi bilan muvozanatlashadi. Masalan, musbat ion uchun q₊ + ₊ = 0, bu yerda qarshilik kuchi ₊ = c₊< ₊>, s₊ esa - musbat proporsionallik koeffitsienti va shu sababli o‘rtacha tezlik o‘zgarmas qoladi:
< ₊>=₊ , bu yerda ₊ = q₊/c₊.
(20.12) ifoda yordamida elektrolitdagi tok zichligini
= (q₊n₀₊₊ - q_-n_0-_-) (20.13)
ko‘rinishda berish mumkin.
Metall o‘tkazgichlardagidek elektrolitlarda ham xajmiy zaryadlar bo‘lmaydi. Shuning uchun
q₊n₀₊ + q_-n_0- = 0 va
= q₊n₀₊(₊ + _-) (20.13)
Elektrolitda ionlarning hosil bo‘lishi elektr tokining o‘tishi bilan bog‘liq emas. Shuning uchun ularning n₀₊ va n_0- konsetratsiyaslari, ₊ va _- harakatchanliklariga o‘xshash, elektr maydon kuchlanganligiga bog‘liq emas.
Shunday qilib, (20.13) va (20.13) formulalar elektrolitlarda tok zichligi uchun Om qonunining bajarilishini ko‘rsatadi: