Elektroliz jarayoni. Elektroliz va uning amaliy ahamiyati


Download 57.5 Kb.
Sana21.12.2021
Hajmi57.5 Kb.
#182160
Bog'liq
mustaqil ishni Kimyo
2-qism Imom Al - Buxoriy, 1 topshiriq, musiqaning paydo bolishi, 5 - laboratoriya ishi. 7302ebc902e5f932140bfd1746d20459, 5 - laboratoriya ishi. 7302ebc902e5f932140bfd1746d20459, Ki QkW-TV6 JU4Xgsq0wjQXaOHFO3jlS, 4 вариант (1), MM64I TursunovB IC1, 11-SINF O‘zbekiston tarixi 21-22 mavzu docx, mustaqil ishni Kimyo, mustaqil ishni Kimyo, result1, BIOS menyusiga kirish, BIOS menyusiga kirish

Reja:

Elektroliz jarayoni.

Elektroliz va uning amaliy ahamiyati

Elektroliz qonunlari.

Sаnоаtdа elеktrоliz jаrаyоnlаrining qo`llаnilishi

Elektroliz jarayoni. Elektrolit eritmasi yoki suyuqlanmasi orqali o'zgarmas elektr toki o'tkazilganda elektrodlarda boradigan oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari elektroliz deb ataladi. Elektroliz jarayoni maxsus qurilmalar – elektrolizerlar yoki elektrolitik vannalarda olib boriladi.

Elektrolizning mohiyati shundan iboratki, katodda qayta￾rilish jarayoni, anodda oksidlanish jarayoni boradi. Jumladan, elektrolit eritmasidan elektr toki o‘tkazilganda eritmadagi mus￾bat ionlar katodga tomon borib elek tronlar qabul qiladi va

neytral atomlarga aylanadi, manfiy ionlar anodga tomon borib

zar yadsizlanadi, elek tronlarini beradi. Fik rimizni isbotlash

uchun mis (II)-xlorid CuCl2 suvdagi eritmasining elektrolizini

ko‘rib chiqaylik. Eritma orqali elektr toki yuborilsa, eritmadagi

Cu2+ va Cl– ionlari tegishli elektrodlarga tomon yo‘naladi va

ularda quyidagi jarayonlar sodir bo‘ladi:

Katod Cu2+ + 2ē = Cu°, anod 2Cl– – 2ē = Cl0

2 .

Elektrod potensiali –0,41 ev/atom dan kichik bo‘lgan me￾tallarning tuzlari eritmasidan elektr toki o‘tkazilganda, katodda



metall ionlari emas, balki suv molekulalari qaytarilishi kerak.

Isbot uchun NaCl ning suvdagi eritmasi elektrolizini ko‘rib

chiqaylik:

katod Na+ Cl– → anod

(Anod) 2H2

O + 2ē = H0

2 + 2OH–; 2Cl– – 2ē = Cl0

2 .


Bu holatda suv molekulalari potensiallar qatorida alumi￾niydan oldin joylashgan eng faol metallar tuzlarining eritma￾lari elektroliz qilingandagina qay tariladi. Bunga sabab shuki,

suv molekulalarining qaytarilish jarayoni o‘ta kuchlanish hodi￾sasi tufayli murakkablashadi va ularni qaytarish uchun ortiqcha

elektr yuritish kuchi kerak bo‘ladi. Elektroliz jarayoni boradigan

eng kichik potensiallar ayirmasi parchalanish kuchlanishi de￾yiladi va hamma vaqt tegishli galvanik elementning elektr yuri￾tuvchi kuchi (e.y.k.) E dan katta, ya’ni Eparch > E bo‘ladi:

 = Eparch – E;  – o‘ta kuchlanish.

Anodlar ikki xil – eruvchan va erimaydigan bo‘ladi. Eruv￾chan anodlar – elektroliz vaqtida yemiriladigan, ya’ni eritmaga

ionlar holida o‘tadigan elektrodlardir. Masalan, CuCl 2 erit￾masi orqali tok o‘tkazilsa va anod sifatida mis plastinka olinsa,

katodda mis ajralib chiqadi, anodda esa xlor ajralib chiqmaydi.

Bunday holda mis atomlari Cl– ionlariga qaraganda elektronini

oson beradi. Natijada, anodning o‘zi eriydi, ya’ni mis anoddan

Cu2+ ionlari holida eritmaga o‘tadi

Eruvchan anoddan foydalaniladigan elek troliz sanoatda

juda toza moddalar olish uchun, bir metallni boshqa metall

qavati bilan qoplash uchun ishlatiladi. Masalan, buyumlarni

nikellashda anod nikeldan tayyorlanadi, nikellanuvchi buyum

esa katod bo‘ladi. Har ikkala elektrod nikel tuzi eritmasiga

tushiriladi. Erimaydigan anodlar, odatda, oltin, platina yoki gra￾fitdan tayyorlanadi. Erimaydigan anod elektroliz paytida ionlar

holida eritmaga o‘tmaydi. Bu holda anod sir tida yoki kislota

qoldig‘i ionlari, yoki suv molekulalari oksidlanadi. Elektro￾lit birmuncha konsentrlangan bo‘lsa, kislorodsiz kislotalarning

ionlari, masalan, Cl–, Br–, I–, S2– lar oson zaryadsizlanadi.

Kislorodli kislotalarning anionlari, masalan, SO2-

4 , PO3-


4 , NO–

3

zaryadsizlanmaydi. Kislorodli kislota yoki uning tuzi suvdagi



eritmasi elektroliz qilinganda anodda suv molekulalari oksid￾lanib, gaz holatidagi kislorod ajralib chiqadi.

Agar faol metall va kislorodli kislotadan hosil bo‘lgan

tuzning, masalan, Na2SO4 ning suvdagi eritmasi orqali elektr

toki yuborilsa, tuzning kationlari ham, anionlari ham zaryad￾sizlanmaydi. Katodda suv qay tariladi va anodda oksidlanadi.

Shu sababli katodda vodorod, anodda kislorod ajralib chiqadi:

Na2SO4


+ H2

O → 2Na+ + SO2-

4 + H2

O (H+ + OH–).



(Katod) 2H+ + 2ē → H+,

(Anod) 4OH– – 4ē → 2H2

O + O2.

Elektroliz jarayoni natijasida eritmadagi suv parchalanib,

tuzning eritmadagi konsentratsiyasi ortadi.

Ko‘pincha elektrolitlar suyuqlantirilgan holda elektroliz qili￾nadi. NaCl singari elektrolitlar suyuqlantirilganda ionli kristall

panjaralari buziladi. Hosil bo‘lgan suyuqlanma tartibsiz harakat

qiluvchi ionlardan iborat bo‘ladi. NaCl suyuqlanmasida faqatgina

Na+ ionlar musbat zaryadlanganligi sababli

NaCl suyuqlanma Na+ + Cl–, elek troliz natijasida katodda

xuddi shu ionlar zaryadsizlanadi:

Na+ + ē = Na°.

http:eduportal.uz

Hozirgi vaqtda sanoatda ko‘pgina metallar (Al, Mg, Ca, Eruvchan anoddan foydalaniladigan elek troliz sanoatda

juda toza moddalar olish uchun, bir metallni boshqa metall

qavati bilan qoplash uchun ishlatiladi. Masalan, buyumlarni

nikellashda anod nikeldan tayyorlanadi, nikellanuvchi buyum

esa katod bo‘ladi. Har ikkala elektrod nikel tuzi eritmasiga

tushiriladi. Erimaydigan anodlar, odatda, oltin, platina yoki gra￾fitdan tayyorlanadi. Erimaydigan anod elektroliz paytida ionlar

holida eritmaga o‘tmaydi. Bu holda anod sir tida yoki kislota

qoldig‘i ionlari, yoki suv molekulalari oksidlanadi. Elektro￾lit birmuncha konsentrlangan bo‘lsa, kislorodsiz kislotalarning

ionlari, masalan, Cl–, Br–, I–, S2– lar oson zaryadsizlanadi.

Kislorodli kislotalarning anionlari, masalan, SO2-

4 , PO3-


4 , NO–

3

zaryadsizlanmaydi. Kislorodli kislota yoki uning tuzi suvdagi



eritmasi elektroliz qilinganda anodda suv molekulalari oksid￾lanib, gaz holatidagi kislorod ajralib chiqadi.

Agar faol metall va kislorodli kislotadan hosil bo‘lgan

tuzning, masalan, Na2SO4 ning suvdagi eritmasi orqali elektr

toki yuborilsa, tuzning kationlari ham, anionlari ham zaryad￾sizlanmaydi. Katodda suv qay tariladi va anodda oksidlanadi.

Shu sababli katodda vodorod, anodda kislorod ajralib chiqadi:

Na2SO4


+ H2

O → 2Na+ + SO2-

4 + H2

O (H+ + OH–).



(Katod) 2H+ + 2ē → H+,

(Anod) 4OH– – 4ē → 2H2

O + O2.

Elektroliz jarayoni natijasida eritmadagi suv parchalanib,

tuzning eritmadagi konsentratsiyasi ortadi.

Ko‘pincha elektrolitlar suyuqlantirilgan holda elektroliz qili￾nadi. NaCl singari elektrolitlar suyuqlantirilganda ionli kristall

panjaralari buziladi. Hosil bo‘lgan suyuqlanma tartibsiz harakat

qiluvchi ionlardan iborat bo‘ladi. NaCl suyuqlanmasida faqatgina

Na+ ionlar musbat zaryadlanganligi sababli

NaCl suyuqlanma Na+ + Cl–, elek troliz natijasida katodda

xuddi shu ionlar zaryadsizlanadi:

Na+ + ē = Na°.

http:eduportal.uz

Hozirgi vaqtda sanoatda ko‘pgina metallar (Al, Mg, Ca,

Na va boshqalar) suyuqlantirilgan birikmalarni elektroliz qilish

yo‘li bilan olinadi. Vodorod, kislorod, ftor, xlor, ishqorlar ham

elektroliz orqali olinadi.

Olingan metallarni tozalashda, bir metallga ikkinchi metall￾ni qoplashda (nikellash, xromlash, oltin qoplash) ham elektro -

lizdan keng foydalaniladi. Nikel, xrom, oltin qoplama buyum￾larga nafaqat chiroyli ko‘rinish beradi, balki ularni kimyoviy

yemirilishdan (korroziyadan) ham saqlaydi.

1. Каtоddа bo‘lаdigаn qаytаrilish jаrаyoni mеtаllаrning

elеktrоkimyoviy kuchlаnish qаtоridа jоylаshgаn o‘rnigа muvоfiq

sоdir bo‘lаdi.Na va boshqalar) suyuqlantirilgan birikmalarni elektroliz qilish

yo‘li bilan olinadi. Vodorod, kislorod, ftor, xlor, ishqorlar ham

elektroliz orqali olinadi.

Olingan metallarni tozalashda, bir metallga ikkinchi metall￾ni qoplashda (nikellash, xromlash, oltin qoplash) ham elektro -

lizdan keng foydalaniladi. Nikel, xrom, oltin qoplama buyum￾larga nafaqat chiroyli ko‘rinish beradi, balki ularni kimyoviy

yemirilishdan (korroziyadan) ham saqlaydi.

1. Каtоddа bo‘lаdigаn qаytаrilish jаrаyoni mеtаllаrning

elеktrоkimyoviy kuchlаnish qаtоridа jоylаshgаn o‘rnigа muvоfiq

sоdir bo‘lаdi.

Jadval

2. Аnоddа sоdir bo‘lаdigаn оksidlаnish jаrаyoni аnоdning

turi vа аniоnlаrning tаbiаtigа bоg‘liq bo‘lаdi:

– inеrt аnоdlаrdа (Pt, grаfit) kislоrоdsiz kislоtа аniоnlаri (Cl–,

Br–, I–, S2–) оksidlаnsа, kislоrоdli kislоtаlаrning аniоnlаri tutgаn

eritmаlаrdа esа OH– iоnlаri оksidlаnib kislоrоd аjrаlib chiqаdi.

– eruvchаn аnоdlаrdа (Cu, Ag, Ni, Zn) – аnоd sifаtidа

оlingаn mеtаll eriydi. Маsаlаn: Zn(аnоd) –2ē → Zn2+.

1. Metallarning ak tivlik qatorida aluminiygacha bo‘lgan

metallar birikmalarining eritmalari elektroliz qilinganda katodda

vodorod ajralib chiqadi:

Misol

2. Metallarning aktivlik qatorida marganesdan boshlab me-

tallar birikmalarining eritmalari elektroliz qilinganda katodda

metall ajralib chiqadi:



Misol

3. Kislorodsiz kislotalar va kislorodsiz kislota qoldig‘i tut￾gan tuzlarning eritmalari elektroliz qilinganda anodda kislota

qoldiqlari oksidlanadi (F ioni istisno). Yuqoridagi ikki misolga

qarang.


4. Kislorodli kislotalar va ularning tuzlari eritmalari elektro￾liz qilinganda anodda OH-

ionlari oksidlanadi va kislorod ajralib

chiqadi: 4OH– – 4ē = 2H2

O + O2.


CuSO4 eritmasining elektrolizi:

CuSO4 + H2

O = Cu2+ + SO2-

4 + H2


O (H++OH–).

Katodda Cu2+ + 2ē = Cu0

.

Anodda 2OH– – 2ē = H2



O + O0

.

Eritmada 2H+ + SO2-



4 , ya’ni H2SO4 qoladi.

5. Elektroliz jarayonida erimaydigan, ya’ni iner t material￾larning plastinkasidan yoki grafitdan anod sifatida foydalaniladi.

Eriydigan anod sifatida Cu, Ni, Ag, Fe va boshqalardan

foydalanilganda ayni shu material ham elektroliz vaqtida oksid￾lanadi. Sanoatda elektroliz jarayoni olib borilayotgan joyda aj￾ralib chiqayotgan turli gazsimon mahsulotlarni zararsizlantirish

yoki boshqa foydali jarayonlar uchun safarbar qilish paydo

bo‘lgan ekologik muammoni hal qilish imkonini beradi.

Hozir elektroliz jarayonida hosil bo‘ladigan qo‘shimcha bi￾rikmalardan samarali foydalanish muammolari yuzasidan bir

qator ilmiy laboratoriyalarda tegishli ilmiy tadqiqotlar olib bo￾rilmoqda. Àyni tuzning eritmàsi elåktrîliz qilingàndà àjràlib

chiqà­­digàn màhsulîtlàrni 11- jàdvàldàn fîydàlànib bilib îlish mumkin.

Elektroliz jarayonida elektrodlarda ajralib chiqqan modda￾larning massasini aniqlash uchun Faradey qonunlaridan foyda￾lanamiz.

E .

I .


t

F

m = ,



bunda: m — elektrolizlarda ajralgan modda massasi.

E — elektrodlarda ajralib chiqayotgan modda ekvivalenti.

I — tok kuchi.

t — tokning o‘tish vaqti.

F — Faradey soni: bu son vaqtning birligiga mos holda

quyidagicha ifodalanadi.

t sekundda — F = 96500.

t minutda — F = 1608,33.

t soatda — F = 26,8. Elektroliz jarayonida elektrodlarda ajralib chiqqan modda￾larning massasini aniqlash uchun Faradey qonunlaridan foyda￾lanamiz.

E .


I .

t

F



m = ,

bunda: m — elektrolizlarda ajralgan modda massasi.

E — elektrodlarda ajralib chiqayotgan modda ekvivalenti.

I — tok kuchi.

t — tokning o‘tish vaqti.

F — Faradey soni: bu son vaqtning birligiga mos holda

quyidagicha ifodalanadi.

t sekundda — F = 96500.

t minutda — F = 1608,33.

t soatda — F = 26,8.



Jadval

Elektroliz qonunlari.

Kadmiy (lot. Cadmium), Cd - Mendeleyev davriy sistemasining 2 guruhiga mansub kimyoviy element. Tartib raqami 48, atom massasi 112,40. 8 ta barqaror izotopdan iborat: 106Cd( 1,22%), l(l8Cd(0,88%), n0Cd(12,39%),mCd(12,75%), ll2Cd(24,07%),mCd(12,26%), ll4Cd(28,85%) va n6Cd(7,58%).

Elektroliz vaqtidagi anodda boradigan oksidlanish jarayonida anod materiali ikki guruhga: erimaydigan va eriydigan anodlarga bo'linadi.

Oksidlanmaydigan materialdan (grafit, platina) yasalgan anod erimaydigan (inert) anod, oksidlanadigan materialdan yasalgan anod eriydigan (aktiv) anod deyiladi.

Elektr energiyasining ta'sirida vujudga keladigan kimyoviy jarayonlar unumi bilan elektr toki o'rtasida miqdoriy bog'lanish borligini dastlab 1836 yilda ingliz olimi M.

Kimyo, ximiya - moddalarning tuzilishi va oʻzgarishini oʻrganadigan fan. Kimyo boshqa fanlar qatori inson faoliyatining mahsuli sifatida vujudga kelib, tabiiy ehtiyojlarni qondirish, zaruriy mahsulotlar ishlab chiqarish, biridan ikkinchisini xrsil qilish va, nihoyat, turli hodisalar sirlarini bilish maqsadida roʻyobga chiqdi.

Inglizlar britanlar, (oʻzlarini inglish deb ataydilar) - xalq. [[Buyuk Britaniyaning asosiy aholisi. Umumiy soni (48,5 mln. kishi, 1990-y.lar oʻrtalari), jumladan, [[Buyuk Britaniyada 44,7 mln. kishi, Kanadada 1 mln.

Faradey aniqladi. Faradey fanga elektrod, anod, katod, anion, kation, elektrolit, elektroliz tushunchalarini kiritdi. Faradey o'z tajribalarini bajarishda bir necha galvanik elementni ketma-ket ulab, batareya hosil qildi; elektroliz qilishda ana shu batareyadan elektr manbai sifatida foydalandi. U o'zining ilmiy kuzatishlari asosida quyidagi elektroliz qonunlarini kashf etdi:

1. Faradeyning I qonuni. Elektroliz vaqtida elektrodda ajralib chiqadigan moddaning massasi miqdori eritmadan o'tgan elektr toki miqdoriga to'g'ri proporsional bo'ladi.

2. Faradeyning II qonuni. Agar bir necha elektrolit eritmasi orqali bir xil miqdorda ketma-ket ulangan holda, elektr o'tkazilsa elektrodlarda ajralib chiqadigan moddalarning massa miqdorlari o'sha moddalarning kimyoviy ekvivalentlariga proporsional bo'ladi.

Elektroliz vaqtida elektrodlarda 1 g – ekvivalent modda ajralib chiqishi uchun elektrolit eritmasidan 96500 kulon elektr toki o'tishi kerak. Bu son Faradey soni (F) deyiladi.

Faradey qonunlaridan

yoki


ifoda kelib chiqadi.

Bunda, m-moddaning massasi, E-moddaning gramm ekvivalenti (g-ekv); I-tok kuchi; Q-elektr miqdori; t-vaqt; F-Faradey soni; F96500.

Elektroliz metallurgiya, kimyo sanoati va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi.

Metallurgiya (yun. metallurgeo -yerdan qazib chiqaraman) - rudalardan yoki tarkibida metall boʻlgan moddalardan metallar ajratib olish va metall qotishmalarga tegishli xossalar "berish" haqidagi fan; sanoat tarmogʻi.

Metallarni ularning birikmalaridan ajratib olish, metall buyumlarni korroziyadan saqlashda, metall sirtiga korroziyabardosh metall qoplash kabi ishlarda elektrolizdan foydalaniladi.

Sаnоаtdа elеktrоliz jаrаyоnlаrining qo`llаnilishi

Elektroliz metallurgiya, kimyo sanoati va galvanotexnikada qo‘llaniladi.

Eritilgan minerallar, tuzlar va suyuqlanmalardan metallar ajratib olinadi. Oltin

kumush va boshqa metallar ham elektroliz yordamida olinadi. Elektrolitik

rafinatsiya elektroekstraktsiya va boshqa sanoat usullaridan

foydalaniladi.avtomobil sanoatida, mashinasozlik va xalq xo‘jaligining boshqa

qator sohalarida metallarni elektrolitik qoplash usulidan keng foydalaniladi.

Sаnоаtdа tuzlаrning eritmаlаrini elеktrоliz qilib mis, ruх, kаdmiy, nikеl,

kоbаlt, mаrgаnеts vа bоshqа mеtаllаr оlinаdi. Bu mеtоd yordаmidа bir mеtаll

bоshqа mеtаll bilаn qоplаnаdi. Bu mеtоd gаlvаnоstеgiya dеyilаdi. Galvanaplastika

orqali bromlarning aniq metal nusxalari olinadi. Nashriyotlarda klishchelar,

matritsa, radiotexnik sxemalar tayyorlanadi. Polatni elektrolitik silliqlash

alyuminiy va magniyni ohorlash ishlari ham elektroliz yordamida bajariladi.

Nikellash xromlash kabi va boshqa bir qancha muhum ishlar ham shunday

jarayonga kiradi. Kimyo sanoatida xlor, brom, yod kabi kopgina oksidlovchilar

ham elektroliz yordamida olinadi.

Savоl va tоpshSаnоаtdа elеktrоliz jаrаyоnlаrining qo`llаnilishi

Elektroliz metallurgiya, kimyo sanoati va galvanotexnikada qo‘llaniladi.

Eritilgan minerallar, tuzlar va suyuqlanmalardan metallar ajratib olinadi. Oltin

kumush va boshqa metallar ham elektroliz yordamida olinadi. Elektrolitik

rafinatsiya elektroekstraktsiya va boshqa sanoat usullaridan

foydalaniladi.avtomobil sanoatida, mashinasozlik va xalq xo‘jaligining boshqa

qator sohalarida metallarni elektrolitik qoplash usulidan keng foydalaniladi.

Sаnоаtdа tuzlаrning eritmаlаrini elеktrоliz qilib mis, ruх, kаdmiy, nikеl,

kоbаlt, mаrgаnеts vа bоshqа mеtаllаr оlinаdi. Bu mеtоd yordаmidа bir mеtаll

bоshqа mеtаll bilаn qоplаnаdi. Bu mеtоd gаlvаnоstеgiya dеyilаdi. Galvanaplastika

orqali bromlarning aniq metal nusxalari olinadi. Nashriyotlarda klishchelar,

matritsa, radiotexnik sxemalar tayyorlanadi. Polatni elektrolitik silliqlash

alyuminiy va magniyni ohorlash ishlari ham elektroliz yordamida bajariladi.

Nikellash xromlash kabi va boshqa bir qancha muhum ishlar ham shunday

jarayonga kiradi. Kimyo sanoatida xlor, brom, yod kabi kopgina oksidlovchilar



ham elektroliz yordamida olinadi.
Download 57.5 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2022
ma'muriyatiga murojaat qiling