Elektrod protsessler hám e. Q. K. Reje

ELEKTROD PROTSESSLER HÁM E.Q.K.


Reje:
1. Elektrod potentsiallar. Gal`vanik elementler
2. Elektroliz. Faradey nızamları.
3. Akkumulyator. Elektroximiyalıq korroziya.


Elektrod protsessler hám elektr kozǵawshı kúsh
Elektrodli protsesslerge eki gruppa protsessleri kirip, olar bir-biri menen júdá tiǵız baylanısqan. Birinshiden ximiyalıq reakciyalar nátiyjesinde elektrodlarda potentsiallar ayirması payda bolıwı, yaǵniy elektr togi payda bolıwı ekinshiden buǵan qarama-qarsi protsess ximiyalıq reakciyalar nátiyjesinde elektroliz qubılısinan kelip shıǵıwi yaǵniy elektr togi bir túrdegi elektr ótkizgishten ekinshi túrdegi elektr ótkizgish arkalı ótıwi.
Bul eki gruppa protsessleri kópshilik waqıtta óz-ara kaytimli protsess bolıp, buǵan korǵasındi akkumlyator mısal bola aladı. Onı zaryadlaǵanda sırtqı elektr togi kózi arkalı ximiyalıq reakciya bolıp ótedi hámonı tek kózi retinde paydalanǵanda payda bolıp atırǵan ximiyalıq reakciya keri tárepke júrip potentsiallar ayirmasın keltirip shıǵaradı.
1800 jılı Vol`ta eki metalldiń birikken shegarasında potentsiallar ayirması payda bolatuǵınliǵın anıqladı hámbul kontaktli potentsiallar ayirması dep ataladı.
Kóp waqıtlarǵa deyin potentsiallardıń kontakt ayirması júdá tómen dep esaplanıp, áhmiyet berilmey kelindi. Al hakiykatında bul bir neshshe vol`tka jetedi. Eki metalldiń potentsiallar ayirması olardıń elektrondi ajiratip shıǵariw ukibina baylanısli boladı, ol hár qıyli metallar ushın hár qıyli boladı.
Mısalı:

Na - 2,33v Zn - 4,25v Mg - 3,69 Ci - 1,29 Pb - 4,15 Ag - 4,73 Al - 4,25 Pb - 6,30

Elektrodli potentsiallar. Gal`vanik elementler

Mexanikalıq jumısi elektr energiyasına aynaldıratuǵın dinamo mashınalar oylap shıǵarılǵanǵa deyin elektr togin alatuǵın eń áhmiyetli tok kózi bolıp ximiyalıq reakciyalar járdeminde tok alıw kózleri esaplanadı. Házirgi waqıtları bul ximiyalıq jol menen tek alıw gal`vanik elementlerde kollaniladı. Bul protsessler elektroximiyalıq eń áhmiyetli tarawi bolıp esaplanadı.

Gal`vanik elementlerde, elektrolizde elektrodlik protsessler atomniń (ionniń) atomlar gruppasınıń zaryadınıń ózgeriwine baylanısli bolıp, bul okisleniw - qálpine keliw reakciyaları bolıp esaplanadı.
Endi usi okisleniw-qálpine keliw protsess járdeminde hár qıyli elektr potentsiallarına teń bolǵan, yaǵniy elektr togin alıw ushın elektrodlarda okisleniw-qálpine keliw bólek-bólek iske asıp, olarda potentsiallar hár qıyli shamaǵa iye bolıwı kerek. Qandayda bir metalldi, mısalı temir plastinkasın suwǵa túsirsek kúshli polyarlanǵan suw molekulaları tásirinde temir ionları metall betinen ajiralıp shıǵıp metall beti menen tiyisken suw katlamına óte baslaydi.
Suwǵa ótken ionlar karama-karsi zaryadlanǵan metall plastinkası menen suyıqlıq ortasında payda bolatuǵın elektrostatikalıq tartilis bul protsesstiń elede dawam etıwine tosik jasaydi hámnátiyjede sistemada teń salmaqlıq ornaydi hámmetall menen korshaǵan suw ortalıǵı arasında potentsiallar ayirması júzege keledi. Hár qıyli metallardıń suwli ortalıqka hár qıyli muǵdarda ionlardı ajiratip shıǵariwi hámde hár qıyli gidrataciyalanıwi sebepli bul teń salmaqlıq ta júzege keletuǵın potentsiallar ayirmasına hár qıyli boladı.
Metallardıń bul qásiyeti tek taza suw metallar batırilǵanda iske aspastan, sol metall menen onıń kanday da duziniń eritpesine batırilǵanda da júzege keledi. Ionlar metallardan eritpege ótip eritpedegi ionniń kontsentraciyasınıń kóbeyiwi ionlardıń eritpeden metallǵa ótıwin jeńillestiredi, sol sebepli teń salmaqlıq basqa muǵdardaǵı potentsiallik zaryadka ornaydi. Ionları jeńil eritpege ótetuǵın metallar taza suwǵa salıstirǵanda (sol duzlarınıń eritpelerinde) kemirek zaryadlanadı, sebebi aldın ala sol eritpede sol metalldiń ionları bar, usi sebepli teń salmaqlıq tez ornaydi. Al eger de biz kem ion bólip shıǵaratuǵın metall alsak, ol metalldiń ionları eritpege ótpesten, kerisinshe eritpedegi metall ionları metall betine otiradı hámmetall oń zaryadlanadı.
Eger de metall teris zaryadlansa, ol waqıtta metall menen tiyisli turǵan eritpe katlami oń zaryadlanǵan kationlar menen toyınip nátiyjede metallar beti hámOǵan jakin jaylaskan eritpe katlami karama-karsi zaryadlar menen kaplanıp nátiyjede eki elektr katlami payda boladı.
Endi biz kanday da eki metalldiń ózleriniń duzlarınıń eritpelerine plastina tárizde túsirilgen hámortaları bir-birine diafragma arkalı ajiratilǵan sistemani kóreyik. Bul sistemanıń hár biri yarım element bolıp, ol hár bir gal`vanik element dep ataladı.
Zn metalı salınǵan idista Zn⁰--> Zn⁺² +2e tsink metalı erip eritpege kation berip, metall beti teris zaryadlanadı, al mis plastinkası betine eritpeden mis kationları otiradı hámmetall beti oń zaryadlanadı. Eger bul sistemani bir-birine sim arkalı tutastirsak, metall betindegi artiksha elektronlar elektron jetispeytuǵın mis metalına karay aǵıp ótedi, yaǵniy sistemada elektr togi payda boladı. Elektrodlarda okisleniw-qálpine keliw reakciyaları bolıp ótedi.

anodta:
Zn - 2e ----> Zn⁺²

katodta:
Cu⁺² +2e ----->Cu^O

Nátiyjede metall eriydi, al Cu metalı eritpeden mis kationların alıp, ol miska deyin qálpine kelip Cu plastinkası betine otira baslaydi. Elektronlardıń Zn plastinkasınan Cu plastinkasına aǵıp ótıwine baylanısli teń salmaqlıq buzilip, eritpedegi Zn - niń taza muǵdarları erip eritpege óte baslaydi hámZn plastinkası jáne teris zaryadlanıp, artiksha elektronlarǵa iye boladı hámolar mis plastinkasına karay baǵdarlanadı, al mis plastinkasında aǵıp kelgen elektronlar mis kationların metallǵa deyin qálpine keltirip metall beti jańa metall menen kaplana beredi. Bul protsess tákirarlana otirip Zn niń tolik erip ketıwine hámmis elektrodinda soǵan ekvivalent muǵdarda tsink metalliniń payda bolıwına deyin dawam etedi. Bul aǵıp ótip turǵan elektronlar elektr togi esaplanadı. Eger eki elektrodti tutastirip turǵan simdi úzip ortasına lampochka koysak, ol janadı, gal`vanometr menen toktiń muǵdarin ólshewge boladı. Hár qıyli karsiliklar jalǵap bul protsessti toktatıwǵa boladı. Bul eki yarım gal`vanik elementten turǵan sistema gal`vanik dizbek dep ataladı.

Endi bul eki yarım gal`vanik elementlerdiń eń joqarı potentsiallar ayirması elektr kozǵawshı kúsh dep ataladı. Bul gal`vanik elementlerde tómendegi reakciya bolıp ótedi.

ZnO+ Cu⁺² =Zn⁺² +Cu^O yamasa

Zn+ CuSO₄ =ZnSO₄+Cu

reakciyası nátiyjesinde iske asadı, tómendegi reakciya kaytimsiz óz erkinen júretuǵın reakciya bolıp, CuSO₄ eritpesine tsink metall taslasak iske asatuǵın reakciya bolıp tsink atominiń elektronları tikkeley mis ionına beriledi, sonliktan bul protsess kaytimsiz bolıp, bul protsess nátiyjesinde jumıs islenbeydi.

Al egerde usi reakciyanıń gal`vanik elementler nátiyjesinde iske asırsak okisleniw hámqálpine keliw (reakciyaları) protsessleri bir-birinen ajiratip elektrodlarda iske asıramiz. okisleniw Zn<sup>+2</sup>=Zn+2e teris elektrodta, qálpine keliw Cu<sup>+2</sup>+2e=Su oń elektrodta iske asadı. Bul protsessler kaytimli protsessler bolıp esaplanadı, sebebi elektrodlarǵa karama-karsi zaryad bersek, elektroliz protsessi iske asadı hámZn qálpine kelip, mis okislenedi. ádette normal` islep turǵan gal`vanik elementti elektr kozǵawshı kúshi oń bolıp esaplanadı. Reakciya okisleniw-qálpine keliw protsessiniń óz-ózinen ketıw baǵdarina tuwra keledi hámreakciya elektr kozǵawshı kúshınıń azayiwi tárepine baǵdarlanǵan boladı.
Endi gal`vanik elementtiń elektr kozǵawshı kúshıne kelsek, bul elektronlarınıń potentsiallarınıń eń joqarǵı ayirmasına teń bolıp, ol ayırım elektrodlardıń potentsiallarınıń ayirmalarınıń algebralıq jiyindisina teń.