«yangi materiallar texnologiyalari»

2-AMALIY MASHG’ULOT
Metall tuzlarini elektroliz yordamida qayta tiklash tenglamalarini tuzish va jarayon potensialini aniqlash.
Tuzlarning suvli eritmalarini elektroliz qilish jarayonida katodda quyidagilar ajralib chiqadi: Vodorod, agar bu alyuminiyning chap tomonidagi metall streslar qatorida turgan metallning tuzi bo'lsa; Metall, agar bu vodorodning o'ng tomonidagi metall kuchlanishlar seriyasida turgan metallning tuzi bo'lsa; Metall va vodorod, agar bu metall tuzi bo'lsa, alyuminiy va vodorod o'rtasidagi metall kuchlanishlar seriyasida turadi. Kislorodli kislotalar va ftoridlar tuzlarining suvli eritmalarini elektroliz qilish jarayonida kislorod suvdan oksidlanadi, shuning uchun kislorod anodda ajralib chiqadi. Anoksik kislotalarning suvli eritmalarini elektroliz qilish jarayonida kislota qoldig'i oksidlanadi. Agar elektrodlar eritma yoki eritilgan elektrolitga tushirilsa va to'g'ridan-to'g'ri elektr tok o'tkazilsa, u holda ionlar yo'nalishda bo'ladi: katodga kationlar (manfiy zaryadlangan elektrod), anodga anionlar (musbat zaryadlangan elektrod). Katodda kationlar elektronlarni qabul qiladi va kamayadi, anodda anionlar elektronlar berib, oksidlanishadi. Ushbu jarayon elektroliz deb ataladi. Elektroliz - bu elektr toki eritma yoki elektrolit eritmasidan o'tganda elektrodlarda sodir bo'ladigan redoksoks jarayoni. Natriy xlorid eritmalarini elektroliz qilish jarayonini ko'rib chiqing. Termal dissotsilanish jarayoni eritmada sodir bo'ladi: Tuz eritmasida metall ionlari va kislotali qoldiqdan tashqari suv molekulalari mavjud. Shuning uchun elektrodlardagi jarayonlarni ko'rib chiqishda ularning elektrolizda ishtirok etishini hisobga olish kerak. Elektrolitlarning suvli eritmalarining elektrolizini aniqlash uchun quyidagi qoidalar mavjud.
1. Katod jarayoni katod yasalgan materialga emas, balki elektrokimyoviy voltajdagi metallning (elektrolit kationi) holatiga bog'liq, agar:
1.1. Elektrolitlar kationi ketma-ketlikning boshida kuchlanish ketma-ketligida, $ Al $ bilan birga, keyin suvni pasaytirish jarayoni katodda sodir bo'ladi (N_2 $ vodorod chiqariladi). Metall kationlari kamaymaydi, ular eritmada qoladi.
1.2. Elektrolitlar kationi alyuminiy va vodorod o'rtasidagi bir qator kuchlanishlarda bo'ladi, undan keyin katodda ikkala metall ionlari va suv molekulalari kamayadi.
1.3. Elektrolit kationi vodoroddan keyin kuchlanishlar ketma-ketligida, keyin katodda metall kationlari kamayadi.
1.4. Eritmada kationlar mavjud turli metallar, keyin kuchlanishlar ketma-ketligida o'ng tomonda joylashgan metall kationi avval kamayadi.

2. Anod jarayoni anodning materialiga va anionning tabiatiga bog'liq.

Anodik jarayonlar
2.1. Agar a anod eriydi (temir, rux, mis, kumush va elektroliz paytida oksidlanuvchi barcha metallar), keyin anion metaliga qaramay, anion oksidlanadi.
2.2. Agar a anod erimaydi (u inert deb nomlanadi - grafit, oltin, platina), keyin:
a) tuz eritmalarini elektroliz qilish paytida anoksik kislotalar (ftoridlardan tashqari) anion anodda oksidlanadi;
b) tuz eritmalarini elektroliz qilish paytida kislorodli kislotalar va ftoridlar suvda oksidlanish jarayoni davom etmoqda ($ O_2 $ ozod qilingan). Anionlar oksidlanmaydi, ular eritmada qoladi;
v) oksidlanish qobiliyatiga ko'ra anionlar quyidagi tartibda joylashadi:
Keling, ushbu qoidalarni muayyan vaziyatlarda qo'llashga harakat qilaylik. Anod erimaydigan bo'lsa va anod eriydigan bo'lsa, natriy xlorid eritmasining elektrolizini ko'rib chiqing.

Eritmada Na ^ (+) ionlari borligini hisobga olib, molekulyar tenglamani tuzamiz:
Kuchlanishlar seriyasidagi Cu ^ (2 +) kationlari ( H ^ (+) ) dan keyin, shuning uchun ular katodda kamayadi.

Eritmadagi NaCl kontsentratsiyasi o'zgarmaydi.
Mis (II) sulfat eritmasining elektrolizini ko'rib chiqing erimaydigan anot:

Eritmada SO₄ ^ (2 -) anion mavjudligini hisobga olgan holda umumiy molekulyar tenglama:

Kaliy gidroksid eritmasining elektrolizini ko'rib chiqing erimaydigan anod: