Ximiya tálim baǵdarı Tema: «Elektrodlar potensialın anıqlaw usılları» Temasindag'i kurs jumisi
Download 463.53 Kb.
|
Elektrodlar
|
1. 1 Tiykarǵı bólim
1. 2. Elektrodlar potensialın anıqlaw metodları Ximiyalıq analizning bul usılı elektrodlar ústinde yamasa elektrodlar aralıǵinda júz bolıp atırǵan processlerge tiykarlanǵan. Bunda sistemanıń qatar shamaları (potensial, tok kúshi, elektr muǵdarı, qarsılıq, sıyımlılıq, elektr ótkezgishlik yamasa dielektrik ózgeshelikleri) ózgeredi. Bul shamalar anıqlanatuǵın elementlardıń eritpe degi konsentraciyasilariga uyqas bolǵanlıǵı yamasa olardıń ayriqsha qásiyetleri menen belgilengenligi ushın olar járdeminde sol elementlardıń tábiyaatı hám muǵdarın anıqlaw múmkin. Ólshenerlik usı bahalardan kóp sanlı ulıwmalasqanları ámeldegi, biraq olar analiz usılların tolıq ańlatpalap bere almaydı hám sol sebepli de usıllardı sinflashda qatar quramalılıqlar bar. Bizińshe barlıq elektr ximiyalıq analiz usıllarında elektr shınjırı tiykarǵı orında turǵanlıǵın esapqa alıp usıllar sinflanishining tiykarına elektrodlarda bolatuǵın processlerdi qoyıw maqsetke muwapıq bolıp tabıladı. Sol tiykarda barlıq elektr ximiyalıq usıllardı úsh gruppaǵa bolıw múmkin:1) elektrod reaksiyalarına tiykarlanǵan elektr ximiyalıq usıllar (potensiometriya, Voltamperometriya.polyagrafiya, amperometriya, inversion Voltamperometriya, xronoamperometriya, xronopotensiometriya hám basqa Voltaamperometriya, polyagrafiyakulonometriya elektr gravimetriya;2) elektrod reaksiyalar menen alaqodor bolmaǵan elektr ximiyalıq usıllar (tómen hám joqarı chastotalı konduktometriya dielkometriya), 3) qo;sh elektr qabattıń ózgeriwi menen baylanıslı bolǵan usıllar (tenzammetriya elektr sorbsion analiz). Elektr tokı tásirinde yamasa ózi elektr tokı payda etip baratuǵın ximiyalıq protsesslar elektrokimyoviy protsesslar dep ataladı. Bunday protsesslarni ximiyanıń elektrokimyo bóliminde uyreniledi. L. v. Pisarjevskiy táliymatına kóre metall suwǵa yamasa sol metall ionı bolǵan eritpege túsirilse, metall menen suyıqlıq shegarasında elektrod potencialı payda boladı, sebebi metall betindegi ionlar suwdiń qutblangan molekulalarına tartıladı hám metalldan suyıqlıqki oǵada baslaydı hám aqır-aqıbetde teń salmaqlılıq qarar tabadı. Me↔ Men+ + n Metalldan eritpege ótken oń ionlar teris zaryadlanǵan plastinkaǵa tartıladı hám metall sırtı jaqinına tartılıp qos elektr qabat payda etedi. Ximiyalıq aktivligine qaray metallar kernew qatarına jaylasadı. Metallardıń kernewler qatarından tómendegi juwmaqlar kelip shıǵadı : 1. Hár bir metall aktivlik qatarında ózinden keyingi metalldı onıń tuzidan siqib shıǵaradı. 2. vodorodtı kislotalardan standart elektrod potencialları teris mániske iye bolǵan metallar siqib shıǵaradı. 3. Metallardınng standart elektrod potencialın oń ma`nisi qansha úlken bolsa, onıń ionı sonsha kúshli oksidlovchilik ózgesheligine iye boladı. Metallardı olardıń birikpelerinen basqa metallar qısıp shıǵarıwın N. N. Beketov jetilisken úyrengen. Beketov metallardı ximiyalıq aktivligin tómenlep barıwı tártibinde «siqib shıǵarıw qatarı» dep atalǵan qatarǵa jaylastırdı. Házirgi waqıtta Beketovning qısıp shıǵarıw qatarı metallardıń elektrokimyoviy kernewler qatarı dep ataladı. Metallar bul qatarǵa olardıń standart elektrod potensialları bahalarınıń artıp barıwı tártibinde jaylastırılǵan : K, Na, Ca, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au. Bul qatar standart (normal ) elektrod potensialları qatarı da dep ataladı.
Nernst teńlemesine kóre, eger eritpede potencial payda etiwshi ion (Me+n) dıń koncentraciyası [Me+n] = 1 mol/l bolsa, lg[Me+n] = lg1 = 0 Yeok/qayt = Ye0 teń boladı. Basqasha aytqanda, standart oksidleniw potencialı - bul t = 250 C de eritpede potencial payda etiwshi ion koncentraciyası 1 mol/l ga teń bolǵanda júzege keletuǵın elektrod potencialı bolıp tabıladı. Ádetde element (ion ) dıń oksidleniw potencialınıń absolyut ma`nisin anıqlaw múmkin emes. Usınıń sebepinen element (ion ) dıń oksidleniw potencialı ma`nisi normal vodorod elektrodı (NvE) potencialına salıstırǵanda anıqlanadı. Standart oksidleniw potencialınıń mánislerinen paydalanıp, oksidleytuǵın hám qaytarıwshılardı hám de olardıń kúshin, oksidleniw-qaytarılıw reaksiyaları baǵdarın, galvanik elementlerdiń elektr jurgiziwshi kúshi (EYuK) ni esaplaw múmkin. Metallar hám yarım ótkeriwshilerdiń dúzilisin, sonıń menen birge olardıń elektr ótkezgishligin úyreniw fizikaning ob'ekti esaplanıp, bunı ximiya úyrenmeydi. Elektrokimyoning úyreniw ob'ekti- bul ionlı sistemalar (ekinshi tur ótkeriwshiler) hám fazalar arasındaǵı shegara sırtında júz beretuǵın hádiyselerdi fazalar shegarasınıń strukturası hám zaryadlanǵan bólekshelerdi tashib ótiw mexanizmi kózqarastan kórip shıǵıw bolıp tabıladı. Sonday etip, elektrokimyo- bul ximiya pánleriniń bólimi bolıp, bul fanda ionlı sistemalardıń fizikalıq-ximiyalıq ózgeshelikleri uyreniledi, sonıń menen birge zaryadlanǵan bóleksheler (elektronlar yamasa ionlar ) qatnasıwında fazalar sırtı shegarası maydanı daǵı processler hám hádiyselerdi úyrenedi. Elektrokimyoviy sistemalarǵa júzimdiń ximiyalıq dárekleri (gal'vanik elementler) hám elektroliz ámelge asırilatuǵın elektrolit vannalar kiredi. Elektr tokınıń dárekleri-gal'vanik elementlerde ximiyalıq energiya elektr energiyası retinde ajraladi`. Elektrolizda bolsa kerisinshe, elektr energiyası payda bolatuǵın elementlardıń ximiyalıq energiyasın asırıwǵa sarp etiw boladı. Elektr hám ximiyalıq energiyalerdi óz-ara bir-birine aylanıwı bóleksheler (ionlar yamasa molekulalar ) ni elektronlardı ótkeriwshi metall yamasa metallmas maydanı menen dúgiskende hám elektrokimyoviy reaksiyalar barıwı nátiyjesinde júz beredi. Elektrodlarda baratuǵın elektrokimyoviy reaksiyalar geterogen processler esaplanadı hám olardıń tezligi elementlardıń bóleksheleri konsentratrasiyasiga, temperaturaǵa, reaksiya zonasına, elementlardıń kelip turıw tezligine hám reaksiya ónimleriniń alıp ketiw tezligine baylanıslı. Elektrokimyoviy reaksiyalardıń ayriqsha tárepi mınada, onı tezligi elektrod potensialına baylanıslılıǵı bolıp tabıladı. Elektrod potensialı ma`nisin xoxlagan waqıtta ózgertiw hám sol arqalı elektrokimyoviy process tezligin basqarıw múmkin boladı. Elektrod potensialınıń teris bahalarǵa jılısıwı katod reaksiyası tezligi (qaytarılıw procesi) potensialdı oń bahalarǵa jılısıwı, anod reaksiyası (oksidleniw procesi) tezligin artıwǵa alıp keledi. Óz gezeginde elektrod reaksiyalardıń potensialı elektrod -eritpesi shegarası daǵı qos elektr qabatınıń dúzilisine baylanıslı. Fazalar shegarasında ion hám molekulalardıń adsorbsiyasi elektrod reaksiyaları tezligine kúshli hám málim tárzde tásir kórsetedi. Elektrod reaksiyalardıń tezligin potensialǵa baylanıslılıǵı elementlardı elektrokimyoviy usıl menen alıwdı texnologiyalıq tárepten ańsatlashtiradi. Bul processni tómenlew temperaturada hám úlken tezlikte ámelge asırıw múmkin. Elektrokimyoviy shınjırdıń ózgeshelikleri hám nizamlıqların uyreniwshi elektrokimyoning kelip shıǵıwı birinshi sonday sistemanı dúziw menen baylanıslı. 1791 yilda italyan tábiyatshii L. Gal'vani jarılǵan baqaning fiziologikalıq ózgesheliklerin úyreneturib kútilmegende baqaning muskulları hám eki metalldan ibarat ayriqsha elektrokimyoviy shınjır tuzdi. 1800 jılda basqa italyan alımı A. vol'ta birinshi ret júzimdiń ximiyalıq dáregin “vol'ta ústinleri”ni konstruksiya etdi, ol dáregi óz duz eritpeleri menen ho'llangan gúmis hám qalay elektrodlardan ibarat edi. Sol hádiyselerden keyin elektrokimyoviy shınjırdıń ayriqsha ózgeshelikleri jańa pán- elektrokimyoning úyreniw tarawı bolıp qaldı. Teoriyalıq elektrokimyoning rawajlanıwı elektrokimyoviy metodlardı texnikada qóllawǵa múmkinshilik berdi. Sanaattıń úlken tarawı - ámeliy elektrokimyo ámeldegi bolıp, oǵan elektrometallurgiya, galvanotexnika, organikalıq bolmaǵan hám organikalıq elementlar sintezi, elektr tokınıń ximiyalıq dáreklerin islep shıǵarıw, metallardı elektrokimyoviy islew, metallardı eletrokimyoviy jol menen korroziyadan qorǵaw sıyaqlılar kiredi. Bul “elektrokimyo” boyınsha tańlaw stuldıń wazıypası bolajaq ximiya páni oqıtıwshıların tekseriw hám analizning elektrokimyoviy metodları, onıń teoriyalıq máseleleri elektrokimyoning qóllaw tarawlarına jóneltiriw boyınsha saldamlı tayarlawdı támiyinlewden ibarat. Elektrokimyo oksidleniw-qaytarılıw processleri hám olardı barıw mexanizmlerin tereń biliwge múmkinshilik beredi. Bolajaq ximiya páni oqıtıwshıları orta ulıwma bilim beriw mektepleri, kásip-óner kolledjleri hám akademikalıq liceylerde elektrokimyo boyınsha fakul'tativ kurs yamasa ximiya to'garagi ótkeriw ushın tayarlanǵan bolıwları kerek, bul bolsa óz gezeginde bul pánniń úlken teoriyalıq hám ámeliy áhmiyetke iye ekenligin ańlatadı. Ózbekstanda metallardı elektroliz járdeminde alınatuǵın kárxanalar ámeldegi bolıp, olardan biri Almalıq taw metallurgiya kombinatı bolıp tabıladı. Bul kombinat quramındaǵı rux zavodında alınǵan rux oksidi sulfat kislotada eritiladi hám payda bolǵan rux sulfat eritpesinen elektroliz qılıw jolı menen rux metallik elektrorafinatsiya sexida elektroliz arqalı taza mıs alınadı. Ózbekstanda elektrokimyo salasında izertlew alıp barǵan ilimpazlardan k. f. d., prof. A. Murtazayev (Tashkent farmasevtika institutı ) indiy metallı elektrokimyosi menen shuǵıllanǵan. K. f. d., prof. F. Qurbonov (Tashkent ximiya texnologiya institutı ) metallar korroziyasiga ingibitorlar tásirin úyreniw salasında ilimiytadqiqot jumısları alıp barǵan. O'zR FA Ulıwma hám organikalıq bolmaǵan ximiya institutı Elektrokimyo laboratoriyasında L. Siganov, T. Hamidxonova sıyaqlı ilimpazlar metallardı elektrokimyoviy jol menen ajıratıp alıw boyicha ilimiy izertlewler aparıwǵan. Tashkent DPU dıń Ximiya kafedrasında da elektrokimyo baǵdarı boyınsha ilimiy-izertlew jumısları alıp barılǵan. Profesor P. Ílayıqov baslıqlıǵında metallardı elektrolitik cho'ktirishga ultradawıs tásiri úyrenilgen. Onıń shákirtlerinen prof. N. Raxmatullayev hám prof. K. Elshiovlar da elektrokimyo salasında islep dissertatsiya jumısların tabıslı qorǵawǵan. Házirgi kúnde de ximiya jáne onı oqıtıw metodikası kafedrasında elektrokimyoga tiyisli ilimiy-tekseriw jumısları prof. K. Elshiov hám studentler tárepinen ámelge asırılıp atır. Elektrodlar potensialların anıqlaw usıllarınıń kóplegen usılların kórip shıǵamız. Bularǵa Voltametriya polyagrafiya potensiometriya hám kóplegen usıllar mısal boladı. Download 463.53 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|