Ximiya tálim baǵdari 2-g kurs studenti Jalg’asbaeva Dildara Fizikaliq ximiya páninen

1. 3 Galvanik elementtiń elektr júrgiziwshi kúshin anıqlaw.
Elektr júrgiziwshi kúshti ólshew ximiyalıq reaksiya nátiyjesinde elektr energiyası alınatuǵın, yaǵnıy ximiyalıq energiyanı elektr energiyaǵa aylandırıp beretuǵın apparatqa galvanik element dep ataladı.
Galvanik element eki yamasa bir neshe elekktrolit eritpelerine túsirilgen hám bir-biri menen jalǵanǵan metal plastinkalar – elektrodlardan dúziledi. Mısalı, sonday sistemaǵa mıs-ruxli galvanik element mısal boladı, onı tómendegi sxema menen ańlatıw múmkin:
Cu| CuSO4 eritpesi|| ZnSO4 eritpesi| Zn
Bul elementte elektr energiyası tómendegi reaksiya nátiyjesinde payda boladı :
Zn + CuSO₄ → Cu + ZnSO₄ yoki Zn + Cu₂+ → Zn₂+ + Cu
Kúshsiz elektrolit eritpelerinde olardıń ionlarǵa dissotsiyalanıshı tolıq júz bolmaydı. Bunday eritpelerde ionlar konsentraciyaları tuwrısında sóylew múmkin. Kúshli elektrolitlerdiń hátte, konsentrlangan eritpelerinde erigen element molekulalarınıń barlıǵı tolıq dissotsilanadi, biraq payda bolǵan ionlar elektrostatik tásirlesedi. Ionlar kúshlerdiń tásiri nátiyjesinde kúshli elektrolit eritpeleriniń ideal eritpeler nızamlarınan shetleniwi júz bolıwına alıp keledi. Sol sebepli bul nızamdı kúshli elektrolitlarga qollaw ushın formulaǵa ulıwma konsentraciya ornına aktivlik úlkenligi kiritiledi:
a = fαC
bunda a-aktivlik, fa - aktivlik koefficiyenti, c - erigen element konsentraciyası, mol/l de. Sheksiz suyultirilgan eritpeler ushın f=1 hám a = c.
Elektrolitga túsirilgen metalldıń tábiyaatına, elektrolit konsentraciyasına hám tempera turaǵa baylanıslı halda galvanik elementte elektr júrgiziwshi kúsh (E.J. K.) payda
boladı. Metall - elektrolit shegarasında potensiallar parqı payda boladı.
Metall hám sol metal duzı eritpesi ortasında payda bolǵan elektrod potensialı úlkenligi Nernst teńlemesi járdeminde esaplanadı :

E₀ – berilgen temperaturada metall hám eritpe ushın turaqlı shama – normal elektrod potensialı, R – gaz turaqlısı, T – absolyut temperatura, n – metalldıń valentligi, yaǵniy metalldıń ionǵa aylanıwında bergen elekktronlar sanı, F – Faradey sanı, 96500 kl,
c - metall ionları konsentraciyası, kúshli elektrolitlarnıń konsentrlangan eritpeleri ushın konsentraciya ornına aktivlik isletiledi.
Teńlemeniń ońdaǵı natural logarifmdi 2, 303 ke kóbeytip, sanalı logaifmga aylantırsak, 200 C temperatura ushın tómendegi teńleme payda boladı :

Konsentraciya 1 ge teń bolǵanda teńlemeniń ońındaǵı ekinshi qosılıwshı nolge teń boladı hám E = E₀ baha alınadı.
1 litr eritpede 1 g-ion metall kationlari saqlaǵan eritpege batırılǵan metalldıń elektrod potensialına normal yamasa standart elektrod potensial dep ataladı.
Metalldıń standart elektrod potensialı normal vodorod elektrodına salıstırǵanda anıqlanadı. Vodorod elektrod kislota eritpesine túsirilgen hám turaqlı túrde vodorod gazı jiberip turıladı platinalanǵan platina elektroddan ibarat bolıp, onı H2/2 H+ formasında ańlatıw múmkin. Eger vodorod gazınıń basımı 1 atm hám kislota eritpesi
1 litrda 1 g-ion vodorod ionları saqlasa, normal vodorod elektrod payda boladı, onıń potensialı nolge teń dep qabıl etilgen. Bul elektrodtı qálegen temperaturada basqa elektrod menen salıstırıw múmkin. Metall ionı vodorodqa salıstırǵanda qaytarıwshı bolsa, elektrod potensialı úlkenligi teris (-), oksidleytuǵın bolsa, oń (+) mániske iye boladı. Metallardıń standart elektrod potensialları málimlemelerde keltiriledi.
Galvanik elementtiń E.J. K. i elektrod potensialları ayırması menen tabıladı:

E = E2 – E1

25°C da E0(Cu/Cu2⁺)= + 0,34; E0(Zn/Zn2⁺)= – 0,76 ga teń bólsa, mis-ruxli galvanik element – Cu |CuSO4 eritmasi ||ZnSO4 eritmasi |Zn uchun E.j.k.:

(+ 0,34) – ( – 0, 76) = + 1,10 V ga teń.
Eger bir metalldıń hár qıylı konsentraciyalı eritpelerine sol metalldan jasalǵan eki birdey elektrod túsirilgen bolsa, bunday elementke konsentratsion element dep ataladı. Mısalı, AgNO3 dıń konsentrlangan hám suyultirilgan eritpelerine túsirilgen gúmis elektrodlardan ibarat galvanik element:
Ag |AgNO3 c1 mol/l ||Ag |AgNO3 c2 mol/l (c2>c1).
Bunday holatda zanjirning E.j.k.si:
ga teń bóladi
Tájiriybe jolı menen E. J. K. ni anıqlawda kompensatsion yamasa salıstırıwlaw usılı qollanıladı. Bul usılda E. J. K. i anıq bolǵan element (mısalı, vestonıń normal kadmiyli elementiniń E. J. K. i 200 C de 1, 01830 v ga teń. Onıń ma`nisi basqa temperaturalarda da júdá kem ózgeredi: E = 1, 01830 -0, 00004 (T-20 ); Sózel elektroddıń 25 0 C de E. J. K. i 1, 0 N KCl eritpesinde - 0, 2816 ; E=0, 2816 + 0, 00024 (25-t); 0, 1 N KCl eritpesinde - 0, 3341 v; KCl dıń tóyinan eritpesinde - 0, 2426 v ga teń; Xingidron elektroddıń 180 C de E. J. K. i 0, 7044 v ga teń) menen tekserilip atırǵan elementtiń
E. J. K. lari salıstırıwlanadı.