Berdaq atíndaǵÍ
Download 0.63 Mb.
|
1 2
Bog'liqDildara fiz ximiya
|
ÓZBEKISTAN RESPUBLIKASÍ JOQARÍ HÁM ORTA ARNAWLÍ BILIMLENDIRIW MINISTRLIGI BERDAQ ATÍNDAǴÍ QARAQALPAQ MÁMLEKETLIK UNIVERSITETI ORGANIKALÍQ HÁM ORGANIKALÍQ EMES XIMIYA KAFEDRASÍ Ximiya tálim baǵdarı II kurs student Jalǵasbaeva Dildaranıń Analitikalıq ximiya páninen “Fotometrik usılda awır metallardı anıqlaw” temasındaǵı KURS JUMÍSÍ Orınlaǵan: Jalǵasbaeva D. Qabıllaǵan: Uzaqbergenov Z. Nókis – 2023 I. KIRISIW
KIRISH
elektroximyaniñ tiykarǵı bólimlerinen biri bolıp tabıladı. EYUK ni uyreniwdi dàslep Lomonosov 1750-jili baslaǵan. Ol ximiyalıq hádiyseler menen elektr hádiyseleri óz-ara baylanıslılıǵın anıqladi. Keyinirek italyan fiziologı Galvani 1780- jili hám italyan fizigi Voltanıń 1780-jilģi jumısları galvanik elementlerdi jaratıw imkaniyatın beredi. Birinshi ret 1800-jılda Volta elektr aǵımınıń ximiyalıq deregin jarattı. Elektr togı hám ximiyalıq hádiyselerdiń óz-ara baylanıslılıǵı boyınsha dáslepki izertlewler 18-ásirdiń 2-yarımına tiyisli. Biraq bul izertlewler sol dáwirde kúshli elektr derekleri bolmaǵanı sebepli tosınarlı xarakteristikaǵa iye. Bunday derek 18—19 -ásirlerde L. Gal'vani hám A. Voltaniñ jumısları nátiyjesinde payda boldı hám usınıń sebepinen elektrdi olardıń atları menen baylanıstıradı. Keyinirek galvanik elementlar dep atalǵan jetilisken ximiyalıq tok derekleri islep shıǵıldı. 19 -ásirdiń 60 - jıllarında dinamomashinalardiñ jańalıq ashılıwı nátiyjesinde galvanik elementler elektr derekleri retinde óz áhmiyetin joǵalttı ; 20 -asirde yarım ótkezgishli radiotexnika, mikroelektronika, kosmik texnikanıń rawajlanıwı menen olarǵa bolǵan jańa qızıǵıwshılıq payda bolǵan. Házirgi waqıtta avtonom ximiyalıq tok dárekleriniń roli jáne de arttı. Galvanik elementtegi elektr jùrgiziwshi kúsh (EYUK) mánisin túsindiriw ushın energiyanıń saqlanıw nızamı ashılǵannan keyin V.Nernst jumıslarında go'lato'kis kórsetilgen ximiyalıq teoriya alǵa sùrildi. Bul teoriyaǵa muwapıq, galvanik elementdegi elektr energiyanıń deregi metall elektrod hám elektrolit eritpeleri shegaralarında júz beretuģin ximiyalıq reaksiyalar energiyası bolıp tabıladı. Gibs — Gelmgolstiñ termodinamik teńlemesi galvanik element EYUKdi reaksiyanıń jilliliq effekti hám temperatura menen bòliw múmkinshiligin, Nernst teńlemesi 1888-jili bolsa EYUKniñ elektrolit konsentraciyasına termodinamik baylanıslılıǵın kórsetedi. Keyinirek Nernst teoriyası ayirim jaǵdaylarda ámeliyatqa tuwrı kelmewi anıqlandi. 20 -ásirdiń 30—40 - jıllarında A. N. Frumkin Volta hám Nernst jumısların rawajlandırıw nátiyjesinde galvanik element EYUK payda bolıw mexanizminiń tuwrı sheshimin taptı. 19 -ásir baslarında elektrolizdiñ ashılıwı, suwdiń vodorod hám kislorodqa ajıraliwi (A. Karleyl hám Ol. Nikolson), NaOH hám KOH dan dáslepki bar metall halindaǵı natriy hám kaliydiñ alınıwı (G. Devi, 1807), elektrolizdiñ muǵdarlıq nızamların (Faradey nızamları ) anıqlanıwı elektrdiñ rawajlanıwına úlken úles qostı. 1838-jılda B. S. Yakobdiñ galvanik elementti tolıq jetilistiriw boyınsha ilimiy izertlewleri nátiyjesinde metall duzların elektroximiyaliq usılda qaytarıp katodda sap metall alıp galvanotexnikaģa tiykar salindi. Házirgi waqıtta suw, duzlardıń suwdaǵı eritpeleri hám organikalıq elementlerdı metall ajratpasinan elektroliz etiwge tiykarlanģan kúshli elektroximiyaliq islep shıǵarıw bar. 1. 1 GALvANIK ELEMENTLAR — elektr tokı dárekleriniń ulıwma atı ; elektrolit hám oǵan batırılǵan eki hár qıylı metall plastinka (elektrod ) lyan ibarat. Bunday elementlerdiń jaratılıwına italyan alımı, fiziolog L. Galvani jonivorlar ústinde ótkergen tájiriybeler tiykarǵı dúmpish boldı (atı sonnan ). Galvanik elementlerde ximiyalıq reaksiya nátiyjesinde payda bolǵan energiya tikkeley elektr energiyasına aylanadı. A. Volta jaratqan Volta ústini birinshi Galvanik elementler bolǵan. 19 -a. ortalarına shekem Galvanik elementler birden-bir elektr tokı dáregi esaplanǵan. Elektrodlardan biri (ońı ) anod, ekinshisi (terissi) katod dep ataladı. Reaksiya nátiyjesinde elektrodlarda potensiallar parqı payda boladı. Bul elektrodlardı tutastirib turatuǵın simda elektr tokı payda boladı. 1. 2 Eń kóp tarqalǵan Galvanik elementlerde oń elektrod ornında kómir tayaqsha, teris elektrod ornında rux tayaqsha, elektrod ornında bolsa novshadil eritpesi isletiledi. Suyıq elektrolit ornında gewek pastalar qollanilsa, «quruq» element (Leklanshe elementi) payda boladı. Galvanik elementlerde reagentlar sarplanıp (zaryadsızlanib) bolǵanınan keyin ol jumısqa jaramsız halǵa keledi, yaǵnıy olardı qayta zaryadlap bolmaydı. Galvanik elementler oylap tabıw etiliwi menen tok qásiyetlerin úyreniw hám odan paydalanıw múmkinshiligi júzege keldi, elektrotexnikaning pán retinde qáliplesiwine tiykar solindi. 1. 1 Galvanik elementler haqqında túsinik. Galvanik element. Ol túrli baraeleflar (naǵıs ), xaykalchalar nusqasın tayarlawda, kredit kartochkaları hám basqa kog'ozlarni shıǵarıw ushın klihe tayarlawda paydalanıladı. Eger eritpege metall elektrod túsirilse, ol jaǵdayda elektroddıń teris ionları metal sırtına kelip kristall pánjere degi oń ionlardı sug'urib aladı. Usınıń menen birge teris process, metal ionlarınıń elektrodta jabısıp qalıwı da júz beredi. Eger elektrolitning kationlari elektrod metalınıń ionı bolsa oǵırı jaqsı boladı. Metall ionlarınıń eritpege ótiwi nátiyjesinde, metal - teris, eritpe bolsa oń zaryadlanıp qaladı, yaǵnıy eritpeden metalǵa jónelgen elektr maydanı payda boladı hám ol metaldıń taǵı eriwine tosqınlıq etedi. Nabada daslep teris process eritpe ionlarınıń elektrodta jabıwıp qalıwı jedellew júz bersa, ol jaǵdayda elektrod oń zaryadlanıp qaladı. Hár eki halda da, metal hám eritpe arasında payda bolǵan potenciallar parqı elektroddıń jemiriliw hám kristallanish tezligin teńlestirip turadı. Bul potenciallar parqı usı metaldıń usı eritpe degi elektrolitik potencialı dep ataladı. Eger eritpege túrli metallardan jasalǵan eki elektrod batırılsa, olardıń elektrolitik potencialları parqına teń bolǵan potenciallar parqı payda boladı. Sonday etip, metal hám elektrolitlarning ximiyalıq tásir energiyası elektr maydan energiyasına aylanadı. Ximiyalıq reakciya energiyasın tikkeley elektr energiyaǵa aylantırıp baratuǵın apparatqa galvanik elementler dep ataladı Galvanik elementtiń dúzilisine, jabıq shınjırda elektr tokın payda etetuǵın metal hám elektrolit ortasındaǵı óz-ara tásir tiykar etip alınǵan. Bul hádiyse XvIII ásir aqırında Italiyalıq alım L. Galvani tárepinen ashılǵanlıǵı sebepli, jańa tok dárekleri onıń húrmetine galvanik elementler dep atalǵan. Galvanik elementler qandayda bir elektrolitga túsirilgen eki túrli materiallardan jasalǵan elektrodlardan ibarat boladı. Italiyalıq fizikalıq A. Volta mıs hám rux plastinkalardı sulfat kislota eritpesine túsirip birinshi galvanik elementti jasaǵan. Volta elementiniń EYuK 1, 1 v bolǵan. Volta elementi islegende onıń oń polyusında vodorod ajraladi`, terisinde bolsa ruxning eriwi júz beredi. Ámelde, elektrodları hám elektroliti menen Volta elementinen parıq etetuǵın basqa elementlerden qo'proq paydalanıladı. Mısalı, 1, 09 v EYuK Daniel elementinde oń elektrod mıs kóporosiga batırılǵan -mıs, teris elektrod bolsa, rux kóporosi yamasa sulfat kislotaǵa batırılǵan rux. Galvanik elementlerdiń kóbisinde uzaq paydalanilganda EYuK azayadı hám tok bere almay qaladı. Buǵan sebep elektrodlardıń polyarlanıwı bolıp tabıladı. Volta elementiniń jumıs Principinde úlken kemshilik bar. Mıs elektrodta ajıralıp atırǵan vodorodlar málim waqıttan keyin elektrodtı qorshap aladı hám vodoroddıń jańa ionları keliwine tosqınlıq etedi. Nátiyjede elektrodlardıń elektrolitik potencialı hám sonday eken olardıń parqı da ózgeredi. Bul hádiysege elektrolitlarning polyarlanıwı dep ataladı. Elektrodlardıń polyarlanıwı elementte bolǵanday keri EYuK payda etedi hám odaǵı júzimdi azaytadı. Elementtiń polyarlanıwın joytıw ushın, ajraladi`ǵan gaz menen birikuvchi oksidleytuǵın element kiritiledi. Bunday oksidlovchilarga qutblashni joǵatıwshılar, polyustı joǵatıwshı elementlerge bolsa qutblanmaydiganlar dep ataladı hám olar talay uzaq waqıt isleydi. Qutblanmaydigan galvanik elementlerdiń júdá kóp túrleri ámeldegi bolsada olardıń jumıs Principi birdey. Olardıń eń kóp tarqalǵanlarınan biri Leklanshe elementi bolıp EYuK 1, 5 v ni quraydı. Akkumlyator. Galvanik elementler ol jaǵdayda ámeldegi bolǵan ximiyalıq energiya tolıq sarplanguncha (mısalı Leklanshe elementinde ruxlanıw eriguncha) islewi múmkin. Keyininen bolsa iskerligin toqtatadı. Sol sebepli de geyde, olardıń iskerligi ushın zárúr bolǵan ximiyalıq energiyanı elektroliz nátiyjesinde qayta tiklewi múmkin bolǵan galvanik elementlerden paydalanıladı. Bunday elementlerge akkumlyatorlar, olarda elektroliz járdeminde energiyanı toplaw procesine bolsa akkumlyatorlarni zaryadlaw (energiyanı toplaw ) dep ataladı. Akkumlyatorlarni zaryadlawda sırtqı derektiń tokı ol beretuǵın júzimka keri jóneliste ótkeriledi. Texnikada eki qıylı kislotalı hám sıltılı akkumlyatorlardan paydalanıladı. Kislotalı akkumlyatorlar sulfat kislota eritpesine túsirilgen qorǵasın plastinkalardan shólkemlesken. Teris plastinka taza qorǵasınnan sırtı jumsaq etip, oń plastinka bolsa qorǵasın eki oksidi menen oralǵan boladı. Akkumlyator razryadlanganda hár eki plastinka da az-azdan altıngugurt kislotalı qorǵasın menen koplana baslaydı. Akkumlyator zaryadlanganda bolsa oń hám teris plastinkalar arasındaǵı parq tiklenedi. Kislotalı akkumlyatorlarning EYuK. 2 v átirapında boladı. Sıltılı akkumlyatorlar qaltashaları bar nikelli temir plastinkalardan shólkemlesken. Oń plastinkanıń qaltasında nikel oksidi, teris plastinkanıń qaltasında bolsa temir oksidi solinadi. Elektrolit wazıypasın kaliy siltii oteydi. Sıltılı akkumlyatorning EYuK. 1, 4 v ni quraydı. Sıltılı akkumlyatorlar kislotalarnikiga salıstırǵanda qolay hám jeńil, zıyanlı puw hám gazlar shıǵarmaydı, qısqa waqıttaǵı qısqa tutasuvda buzilmaydi. Akkumlyatorning F. I. K. dep, zaryadlanıw waqtında alǵan energiyasınıń qansha bólegin razryadlanishda qaytarıwın kórsetetuǵın shamaka aytıladı. Kislotalı akkumlyatorning f. i. k. 80%, sıltılısiniki 60% átirapında boladı. Hár bir akkumlyator óz sıyımlılıqı menen xarakterlenedi. Akkumlyatorning sıyımlılıqı zaryadlanǵan akkumlyator razryadlanishda beretuǵın zaryad muǵdarı menen olshenedi. Ol kulonlarda emes, arnawlı birlik amper-saatlarda olshenedi. Zn0+Cu2+= Zn2++ Cu0 Bul galvanik elementti tómendegi elektrokimyoviy sxema menen jazıw múmkin : A (-) Zn2++/ Zn// Cu2++/ Cu Amper-saat - 1 A júzimdiń 1 saat dawamında alıp keletuǵın zaryad muǵdarı bolıp tabıladı: Kl. Akkumlyator avtomobillerdiń, samolyotlardıń, suw astı kemeleriniń, poezd yoritgichlarining ajıralmaytuǵın bólegi bolıp tabıladı. Galvanik elementler bolsa radiopryomniklarda hám televizorlarda telefon hám telegraf qurılmalarında keń isletiledi. Olar atmosferanı uglerod oksidi, azot oksidi, uglevodorodlar hám basqa qospalar menen uwlı zatlaydı. Sol sebepli de házir quyash energiyasınan paydalanıwshı elektromobillarni óndiriske úlken itibar qaratılıp atır Juwmaqlar : Erituvchida erigende ionlarǵa ajraladi`ǵan elementlarǵa elektrolitlar dep ataladı. Elektrolitlarda zaryad tasıwshı bólekler ionlar boladı Elektrolitdagi ionlardıń sırtqı maydan tásirindegi tártip háreketine elektrolitlarda elektr tokı dep ataladı. Galvanik elementler dep, oksidleniw-qaytarılıw reaksiyaları nátiyjesinde ximiyalıq energiyanı elektr energiyasına aylantırıp beretuǵın elektrokimyoviy sistemalarǵa aytıladı. Galvanik elementler basqasha at menen ximiyalıq tok dárekleri de dep aytıladı. Bular qatarına akkumulyatorlar, batareyalar kiredi. Gal'vanik elementlerdiń islew Principin túsiniw ushın mıs-rux elementiniń payda bolıwı hám islew mexanizmin úyrenemiz. Ximiyalıq reakciyalar nátiyjesinde elektr energiyası payda etetuǵın, yaǵnıy ximiyalıq energiyanı elektr energiyagaaylantiradigan ásbaplar galvanik elementler dep ataladı. Galvanik elementti xar qıylı metallar jupinen payda etiw múmkin. Mısalı Daniel-Yakobi elementinde rux hám mıs elektrodlar tiyislishe ZnSO4 hám CuSO4 duzların 1 molyar eritpesine túsirilgen hám elektrodlar galvanametrler orkali tutastirilgan. Bunda elektronlar aktiv metalldan (Zn) noaktiv metalǵa (Cu) tárep yunaladi. Eger elektrolit eritpeler uzaro birlestirilmasa, rux sulfat eritpesinde oń zaryadlanǵan Zn2+ ionları, mıs sulfat eritpesinde teris zaryadlanǵan SO42- ionları toplandı, bul bolsa protsessning dawam etiwine qarsılıq kórsetedi. Sol sebepli eki ıdıs daǵı eritpeler elektrolit eritpesi menen toldırılǵan naycha yamasa yarım ótkizgish tosıq járdeminde tutastırıladı. Bunıń menen Zn2+ kationlari hám SO2-4 anionlarini аniоnlаrining bir idishdаn ikkinchi idishgа diffuziyalаnishi tа`minlаnаdi vа nаtijаdаоksidlаnish–qаytаrilish prоsеssi dаvоm etаdi: (+)K Аnоd Kаtоd Bundаn ko`rinаdiki, аnоddа оksidlаnish prоtsеssi, kаtоddа qаytаrilish prоsеssi bоrаdi. Gаlvаnik elеmеntning elеktr yurituvchi kuchi (e.yu.k.) ni Anıqlaw ushın elektrod potencial ma`nisi úlkeninen ma`nisi kichigi ayırıp taslanadı. Mısalı, normal koncentraciyalardaǵı rux-mıs elementinde : e.yu.k.=Е0 Cu ^ (2+)+/ Cu=+0,34-(-0,76)= +11 V Koncentratsion galvanik shınjırdıń e. yu. k.júdá xam kishi bolıp tabıladı. Sol sebepli olar kiyin eriytuǵın duzlardıń (mısalı AgCl) ionlar koncentraciyasın aniklashda isletiledi. Galvanik elementlerdiń islewi birdey metallardıń basqa metallardı olardıń duzı eritpesinen qısıp shıǵarıwına tiykarlanǵan. Mısalı, rux plastinkası mıs sulfat eritpesine túsirilse, tómendegi reaksiya baradı : 0 +2 0 +2 Zn + Cu = Cu + Zn Rux qaytarıwshı bolıp tabıladı, sebebi ol elektron beredi. Bul yarım reaksiya tómendegishe ańlatıladı. 0 +2 Zn - 2e = Zn Cu2+ mıs kationi oksidleytuǵın bolıp tabıladı, sebebi ol elektron qabıl etip aladı. Bul process tómendegi yarım reaksiya menen ańlatpaladi +2 0 Cu + 2 e- = Cu Bul eki yarım reaksiya ruxning eritpege tiyip turǵan bóleginde barıp, elektronlar rux atomlarınan mıs ionlarına ótedi. Bul yarım reaksiyalardı ayırım ıdıslarda aparıw hám elektronlardı sırtqı shınjır arqalı ótkeriw múmkin. Oksilanish-qaytarılıw reaksiyasın bunday ámelge asırıw nátiyjesinde reaksiya energiyası elektr energiyaǵa aylanadı. Ximiyalıq reaksiyalar energiyasın tikkeley elektr energiyasına aylandırıw ushın xızmet etetuǵın qurılmalar galvanik elementler yamasa elektr tokınıń ximiyalıq dárekleri dep ataladı. Galvanik elementlerde payda bolatuǵın kernew elektr jurgiziwshi kúsh (EYUK) dep júritiledi. Oksidleniw-qaytarılıw reaksiyası oksidleniw hám qaytarılıw yarım reaksiyalarınıń jıyındısı bolıp tabıladı. Galvanik elementte yamasa elektrolizda júz bolatuǵın hár bir yarım reaksiya ayırım elektrodlarda baradı. Usınıń sebepinen yarım reaksiyalardı elektrod processleri dep da ataladı. Elektr jurgiziwshi kúshnı da hár bir yarım reaksiya ushın tuwrı keletuǵın eki shamanı ayırması dep qaraw múmkin. Bul shamalar elektrod potensialları dep ataladı. Elektrod processleriniń potensialları metalldıń tábiyaatı (aktiv hám aktivmasligi) ga, eritpe degi ionlardıń konsentraciyasına hám de sistemanıń temperaturasına baylanıslılıǵı anıqlandi. Bul baylanısıw Nernst teńlemesi menen ańlatıladı ; Bul teńliktegi Ye - áyne elektrod potensialı ; Yeo - áyne elektroddıń standart (normal ) potensialı ; R - universal gaz turaqlısı ; T - absolyut temperatura ; n - reaksiyada qatnasıw etiwshi elektronlar sanı ; F - Faradey sanı (96500 Kl/mol), C - metall ionlarınıń konsentraciyası (mol/l). Elektrod processinde qatnasıw etiwshi elementlardıń konsentraciyası (anıq aytqanda aktivligi) 1 mol/l ga teń bolǵandaǵı elektrod potensialı standart (normal ) elektrod potensialı dep ataladı. 1-súwret. Metall hám eritpe sirt shegarasında qos elektr qabat payda bolıw sxeması. -su'wret. Mıs-rux galvanik elementi Akkumlyatorlar. Kerek bolǵanda elektr energiyasına aylantuǵın ximiyalıq energiyanı toplaw maqsetinde isletiletuǵın ásbaplar akkumulyatorlar dep ataladı. Hár qanday Teris element akkumulyator wazıypasın atqaradı. Elektroliz járdeminde elektr energiyası ximiyalıq energiyaǵa aylantırılǵannan keyin ásbaptan galvanik element retinden paydalanılsa sol energiya kaytadan elektr energiyasına aylandırıw múmkin. Tómendegishe dúzilgen akkumulyatorlar kóp qollanıladı : Qo'rgoshinli yamasa kislotalı hám sıltılı ( temir, kadmiy- nikelli, gúmis ruxli) akkumulyatorlar. Qorǵasınlı akkumulyatorlar. Qorǵasın (II) oksid PbO pastasi to'1 dirilgan pánjere forma daǵı qo'rgoshin plastinkalardan dúziledi. Platsinkalar sulfat kislotanıń tıǵızlıǵı 1, 18 - 1, 22 g /sm3 bolǵan 25-30 % li eritpesine batırılǵan boladı. PbO oksidiniń sulfat kislota menen óz-ara tásiri nátiyjesinde plastinka sırtına qıyın eriwsheń PbSO4 qatlamı payda boladı. PbO + H2 SO4= PbSO4+H2 O Akkumulyatorda ximiyalıq energiyanı toplaw ushın onı zaryadlaw kerek yaǵnıy turaqlı tok deregine teris hám oń polyusqa jalǵaw kerek. Elektroliz nátiyjesinde elektr energiyası ximiyalıq energiyaǵa aylanadı. Elektrodta tómendegi protsess júz boladı. Katod Pb SO4+ 2e= Pbo+SO4- + Anod PbSO4 –2e+2 H2O= PbO2+4H++SO411 Anodda hám katodda baratırǵan reakciya teńlemelerin qosıp ulıwma teńalamalarni payda etemiz. PbSO4+2H2O= Pbo+ PbO2+4H++2SO42- Akkumulyatorni zaryadlaw nátiyjesinde bir elektrodta metall hám de qo'rgoshin ekinshi elektrodta bolsa oksidleytuǵın xosaga iye bolǵan PbO2 payda boladı. Sonday eken, oksidleniw hám qaytarılıw protsessi baradı. Elektrodlar arasında potenciallar ayırması payda boladı yamasa galvanik elemnt payda boladı. Qorǵasın akkumulyatorni zaryadlagandan keyingi jaǵdayı yamasa galvanik element payda boladı. Zaryadlanǵan hám zaryadlanbaǵan qorǵasınlı akkumulyatorning sxeması. Ol jaǵdayda qorǵasın teris elektrod, qorǵasın (1 v) oksid oń elektrod wazıypasın oteydi. (-)Pb [H2SO4] PbO2(+) Zaryadlanǵan akkumulyator elektrodlardı utkazgich orkali tutastırılsa yaǵnıy ximiyalıq energiya elektr energiyasına aylanadı. Teris elektrod - Pbo-2 e+SO42-= Pb++SO4 Oń elektrod - PbO2+4+2 e+4 H++SO42-= Pb+2 SO4+2 H2 O Ulıwma bolsa - Pbo+ PbO2+4 H+2 SO42-=2 PbSO4+2 H2 O Sonday eken sonday jazıw múmkin Zaryadlanıw 2PbSO4 +2H 2O⇄Pbo+ PbO2+4H++2SO42- Zaryadsızlanish Galvanik ajıratılǵan baylanıs deb (anglichan:galvanic isolation) — elektr shınjırlarinda energiya yamasa signaldıñ elektr kontaktlar qatinasisiz óz-ara uzatılıwına aytıladı. Galvanik ajratilģan baylanıs signallardı kontaktsiz uzatıw arqalı basqarıw talap etilgen halatlarda hám adam hám úskenelerdi elektr tokınan jaraqatlaniwinan saqlaw maqsetlerinde qollanıladı. Galvanik ajıratılǵan baylanıstı támiyinlew quralı bolıp, tiykarinan transfarmator yamasa optronlar qollanıladı. Texnologiyalıq processlerde qatnasıwshi elementlar, atap aytqanda gazler — vodorod, metan, azot-vodorod qospaları jarılıw qáwpin keltirip shıǵaradı. Sol kóz qarastan ólshew-qadaǵalaw ımaratlarda jarılıwdı keltirip shıǵarıwǵa sebep bolıwı múmkin bolǵan ushqınlar yamasa qısqa tutasiwlardiñ aldın alıw zárúrli shárt esaplanadi. Sol sebepli qayta isleytuǵın interfeysler (kompyuterler) óz-ara baylanısıwı tuwrıdan- tuwri bolmay, bálkim galvanik tàrepden óz-ara ajıratılǵan halatta ámelge asırılǵan. Bunnan tiykarǵı maqset baylanıs liniyasindaģi payda bolıwı múmkin bolǵan qısqa tutasıw hám ushqın payda bolıwı qáwpin aldın alıw bolıp, bul arqalı IO-modullar hám sistemanıń jarılıw qáwipi bar obiektdegi qawipsizligi támiyinlenedi. Galvanik ajıratılǵan baylanıs ushın MTL ushqın qorģani terminallarınan paydalanılǵan. Usıldıń mánisi:Galvanik elementtiń EYuK termodinamik shama bolǵanlıǵı sebepli onı shınjırda elektr tokı joq bolǵanda ólshew kerek. Ámeliyatda teń salmaqlılıq jaǵdayın sezilerli jıljıtpaytuģin dárejedegi kishi toklar bolǵan sharayatlarda ólshewler ótkeriledi. Kompensatsiyalaw usılında bunday toklar galvanometrdıń bayqaǵıshlıǵı menen belgilenedi. Kompensatsiyalaw noqatında sırtqı kernew galvanik elementtiń ólshenip atırǵan kernewin kompensatsiyalaydı hám shınjırda tok bolmaydı. Galvanik element termodinamikası. Ximiyalıq reaksiya energiyasın elektr energiyaǵa aylantırıp beretuǵın ásbap galvanik element dep ataladı. Bul ásbap elektrolit eritpelerine túsirilgen eki elektroddan ibarat boladı. Bul eritpeler gewek tosıq járdeminde yamasa elektrolitik kópir járdeminde jalǵanadı. Elektrodlarin metall ótkizgish arqalı jalģasaq olardıń birinde oksidleniw, ekinshisinde qaytarılıw reaksiyaları baradı. Termodinamik tárepten qaytar bolǵan processlerde maksimal elektr jumısı atqarıladı. Bunday sharayatlarda o'lchangan eki elektrod arasındaǵı potensiallar parqı maksimal mániske iye boladı hám ol galvanik elementtiń elektr jurgiziwshi kúshi dep ataladı. Galvanik elementtiń atqarǵan jumısı elektr jùrgiziwshi kúshtı tasip ótilgen zaryad muǵdarınıń kóbeymesine teń: A=zFE Eger reaksiya processinde z zat bir zaryadlı ionlarda qaytarılsa yamasa oksidlense, bul sharayatta Faradey nızamı boyınsha Kulon zaryadı tasip ótiledi, yaǵnıy F=96493 K. Izobarik-izotermik qaytar processda elektr jumısı Gibbs energiyasınıń azayıwı esabına atqarıladı 1. 2 Elektr yurutuvchi kúsh.
potensial φ2 li uchidan úzliksiz alıp ketiw hám úlken potensial φ1 li uchiga úzliksiz keltirip turıw kerekligini kórsetedi. Zaryadlardıń jabıq joldaǵı háreketi payda boladı. Bunda tek elektrostatik kúshlerdiń ózi jetkilikli bolmaydı, sebebi kúshlerdiń zaryadlardı jabıq kontur boylap kóshiriwde atqarǵan jumısı nolge teń. Jabıq konturda zaryadlar aǵımın támiyinlew ushın noelektrostatik kúshler bolıwı kerek. Sırtqı kúshler túrli belgili zaryadlardı birlestirmaydi, olardıń ajırasıwın júzege keltiredi hám tuwrı sızıq úshlerinde potensiallar parqın birdey saqlap turadı. Sırtqı kúshlerdiń tásiri Elektr jurgiziwshi kúsh menen ańlatıladı. Sırtqı kúshlerdiń noelektrostatik elektr maydanın elektr energiya dáregi ónim etedi. Sonday eken, elektr jurgiziwshi kúsh sırtqı kúshler tásirinde tok shınjırına kiritilgen energiya esaplanadı. Elektr jurgiziwshi kúsh voltlarda olshenedi. Elektr jurgiziwshi kúsh (EYUK- ε ) dep ataladı Júzimdiń úzliksiz aǵıp turıwı ushın shınjırdıń málim tarawlarına yamasa pútkil shınjırǵa tásir etiwshi sırtqı kúshler zárúr eken. Olardı ximiyalıq protsesslar, bir jınslı bolmaǵan ortalıqta yamasa hár túrlı túrdegi eki qıylı element shegarasında zaryad tasıwshılarınıń diffuziyasi, ózgeriwshen magnit maydanları payda etetuǵın elektr maydanları hám x. k.payda etiw múmkin. Sırtqı kúshlerdiń birlik zaryad ústinde atqarǵan jumisına teń bolǵan shama shınjır daǵı yamasa onıń bir bólegindegi elektr jurgiziwshi kúsh (EYUK- ε ) dep ataladı. 1. 3 Galvanik elementtiń elektr jurgiziwshi kúshin anıqlaw. Elektr jurgiziwshi kúshnı ólshew Ximiyalıq reaksiya nátiyjesinde elektr energiyası alınatuǵın, yaǵnıy ximiyalıq energiyanı elektr energiyaǵa aylantırıp 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 dissotsiyalanishi tolıq júz bolmaydı. Bunday eritpelerde ionlar konsentraciyaları tuwrısda sóylew múmkin. Kúshli elektrolitlarning hátte, konsentrlangan eritpelerinde erigen element molekulalarınıń barlıǵı tolıq dissotsilanadi, biraq payda bolǵan ionlar elektrostatik tásirlesedi. Ionlararo kúshlerdiń tásiri nátiyjesinde kúshli elektrolit eritpeleriniń ideal eritpeler nızamlarınan chetlanishi júz bolıwına alıp keledi. Sol sebepli bul nızamdı kúshli elektrolitlarga qo'lash 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 temperaturaǵa baylanıslı halda galvanic elementte elektr jurgiziwshi kúsh (E. Yu. 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 elektrolitlarning konsentrlangan eritpeleri ushın konsentraciya orniga aktivlik isletiledi. Teńlemediń ońı daǵı natural logarifmdi 2, 303 ke kópaytirib, o'nli logaifmga aylantırsak, 200 C temperatura ushın tómendegi teńleme hsil boladı : Konsentraciya 1 ge teń bolǵanda teńlemediń ońı daǵı 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 turıladıan platinalangan 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 salıstırıwlaw 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. Yu. K. i elektrod potensialları ayırması menen tabıladı : E = E2 – E1 25°C da E0(Cu/Cu2⁺)= + 0,34; E0(Zn/Zn2⁺)= – 0,76 ga teng bo’lsa, mis-ruxli galvanik element – Cu |CuSO4 eritmasi ||ZnSO4 eritmasi |Zn uchun E.Yu.K.: (+ 0,34) – ( – 0, 76) = + 1,10 V ga teng. 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.Yu.K.si: ga teng bo’ladi Tájiriybe jolı menen E. Yu. K. ni anıqlawda kompensatsion yamasa salıstırıwlaw usılı qollanıladı. Bul usılda E. Yu. K. i anıq bolǵan element (mısalı, vestonning normal kadmiyli elementiniń E. Yu. 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. Yu. 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 to'yinan eritpesinde - 0, 2426 v ga teń; Xingidron elektroddıń 180 C de E. Yu. K. i 0, 7044 v ga teń) menen tekserilip atırǵan elementtiń E. Yu. K. lari salıstırıwlanadı. Jumıstıń maqseti: 1. Galvanik elementtiń E. Yu. K. ini ólshew 2. Elektrod potensialın anıqlaw. Kerekli ásbap hám reaktivler: Akkumlyator; reoxord; galvanometr; normal kadmiyli element; bir qutbli jalǵawshı gilt; eki qutbli jalǵawshı gilt; 2 elektr óshirgish gilt, sózel elektrod, rux elektrod, mıs elektrod, vodorod elektrodı, mıs sımlar, xingidron kristalı, eritpeler: 0, 1 N hám 0, 01 N li CuSO4; 0, 1 N hám 0, 01 N li ZnSO4; KCl dıń to'yingan eritpesi. Galvanik elementlerdiń E. Yu. K. ini ólshew ushın isletiletuǵın qurılmanıń dúzilisi: 11 - suwretke kórsetilgen sxemadan paydalanıp kompensatsion usılda elementtiń E. Yu. K. ini ólshew apparatı jıynaladı. Bunda shınjırǵa parallel halda tekserilip atırǵan element (5) hám normal kadmiyli element (4) kiritiledi. Sol eki elementti qálegen waqıtta shınjırǵa jalǵaw múmkin bolıwı ushın olardıń teris (-) polisi eki qutbli jalǵawshı gilt (6 ) ga biriktiriladi. Tájiriybe alıp baratırǵan waqıtta elektroliz hám basqa processler júz bolmawi ushın eki element hám galvonometr birgelikte kem waqıt dawamında shınjırǵa jalǵanıwı ushın óshirgish gilt (8) kiritiledi. - súwret. E. YU. K. ni anıqlaw apparatınıń sxeması : 1-akkumulyator; 2, 8-óshirgish giltler; 3-háreketleniwshi kontakt; 4-normal kadmiyli element; 5-tekserilip atırǵan element; 6 - eki qutbli jalǵawshı gilt; 7-galvonometr; AB-reoxord. Junıs baǵdarı. Tájiriybe. Cu-Zn li galvanik element E. YU. K. ini ólshew. Joqarıda kórsetilgeni sıyaqlı qurılma jıynaladı. Hár túrlı konsentraciyalı duz eritpelerine túsirilgen Cu hám Zn elektrodlarınan ibarat shınjır dúziledi. 1. (+)Cu/Cu²⁺ | 0,1 N CuSO4 | to’yingan KCl | 0,1 N ZnSO4 | Zn/Zn²⁺ (–) 2. (+)Cu/Cu ⁺²| 0,01 N CuSO4 | to’yingan KCl | 0,01 N ZnSO4 | Zn/Zn²⁺(–) Normal kadmiyli element ushın kompensasiya noqatın anıqlawda shınjırǵa akkumlyator hám normal element kiritiledi. Háreketleniwshi kontakt 3 ni reaxord AB arqalı yurgizib, waqıt-waqtı menen óshirgish (8) ni ulab turıp galvanometr strelkası baqlanadı. Kompensasiya waqtı galvonometr strelkası 0 ge kelgenligi menen anıqlanadı. Reoxorddagi háreketleniwshi kontaktining jaǵdayı anıqlanadı. Bunda normal element biriktirilgen lineyka uchidan háreketleniwshi kontakt jaǵdayıǵa shekem bolǵan kesindi olshenedi. Baqlawlardı 3 ret tákirarlap, ortasha arifmetik baha esaplanıp tabıladı. Keyininen normal elementtiń ornına shınjırǵa tekserilip atırǵan Cu-Zn li galvanik element (0, 1 N li duz konsentraciyası ) kiritiledi. Bunda da normalelement sıyaqlı kompensasiya waqtındaǵı reoxord háreketlanuchi kontaktining jaǵdayı anıqlanadı. Cu-Zn galvanik shınjırınıń E. Yu. K. si tómendegi formula járdeminde tabıladı : Jerde Ex -Cu-Zn galvanik shınjırdıń E. Yu. K. i ; v, En- normal element E. Yu. K. i a1- tekserilip atırǵan element menen kompensatsiya jaǵdayı daǵı lineyka kesindisiniń uzınlıǵı, mm, a- normal element menen kompensatsiya jaǵdayı daǵı lineyka kesindisiniń uzınlıǵı, mm. Bunday ólshew hám esaplawlar 0, 01 N konsentraciyalı duzlar menen de alıp barıladı. Shınjırdıń E. Yu. K. i tómendegi formula boyınsha tabıladı : Endi elektr jurgiziwshi kúshnı labaratoriya jumısı arqalı kórip shıǵamız. Galvanik elementiniń elektr jurgiziwshi kúshin ólshew Temanı tiykarlash: Farmacevtika ámeliyatında eritpelerdiń pH ma`nisin anıqlaw, olardaǵı ionlar aktivligin ólshew, potentsiometrik titrlash, zárúrli áhmiyetke iye boladı. Bul usıllardıń tiykarında bolsa elektr jurgiziwshi kúshnı, hám de elektrod potencialların ólshew jatadı. Sonlıqtan, tema joqarı kurs studentlerin oqıtıwda hám provizorlarning jumıs iskerliginde fundamental tiykar bolıp hizmat etedi. Tiykarǵı máseleler: Elektrodlar hám redoks elektrodlar potencialların anıqlaw ; eritpediń pH ortalıǵın potentsiometrik usılda anıqlaw ; potentsiometrik usılda titrlash. Isten maqset: Studentlerdi elektrodlar potencialı hám redoks potenciallardı ólshewge, eritpelerdi pH ortalıqın potentsiometrik usılda anıqlawǵa, hám de potentsiometrik usılda titrlashga úyretiw bolıp tabıladı Kerek bolatuǵın ásbap úskeneler hám reaktivler: Akkumlyator, 1 n rux sulfat hám 1 n mıs sulfat eritpeleri, rux hám mıs plastinkaları, veston elementi, galvanometer, kaliy xloriddiń to'yingan eritpesi toldırigan duz kóprigi, sózel elektrodı. EYUK ni ólshew. Galvanik elementlerdiń jurgiziwshi kúshi kompensatsion usılda anıqlanadı. Bul usıl sxeması tómendegilerden ibarat : Akkumlyator sımlar arqalı qarsılıq kóprigining A hám v táreplerine jalǵanadı, keyininen qarsılıq kóprigining shep tamoni (A) veston elementiniń oń polisine jalǵanadı. veston elementiniń teris polisi bolsa galvanometr hám telegraf gilt (K) arqalı jıldam gilt (surgich C) ga jalǵanadı. Elektr jurgiziwshi kúshnı ólshew tómendegishe ámelge asadı : galvanometr strelkasın qoyıp jiberip, knopka arqalı onı nol noqatqa keltiriledi. Keyininen akkumlyator jalǵanadı. Gilt arqalı galvanometr de ulanib, onı strelkasın háreketi baqlanadı. Eger qarsılıq kóprigining A bóleginen tok o'tsa, galvanometr strelkası jıljıtıladı. Sonnan keyin surgichni oń hám shepke jıljıtıp sonday jaǵday tabıladıki, bunda shınjırda tok bolmaydıin. Sonlıqtan bunday jaǵdayda galvanometr strelkası da nol noqatda toqtaydı (Súwret-7. 1). Akkumlyator tikkeley ólshew waqtındaǵana ulanib, basqa waqıt úzip qóyıladı. Tekseriwshi element retinde Daniel-Yakobi elementi alınadı. Bul 1 n rux sulfat eritpesine túsirilgen rux hám 1 n mıs sulfat eritpesine túsirilgen mıs plastinkalarınan dúziledi. Eritpeler óz-ara kaliy xloriddiń to'yingan eritpesi arqalı baylanısadı. Kaliy xlorid baylaw ótkeriwshi wazıypasın oteydi. Daniel-Yakobi elementindegi eki bir-birine tiyip turıwshı eritpeler (1 n rux sulfat hám 1 n mıs sulfat) shegarasında diffuzion potencial payda bolıwı múmkin. Kaliy xlorid eritpesi áne sol diffuzion potencialdı joytıwǵa xızmet etedi. Daniel-Yakobi elementiniń EYUK bul reakciya sebepli payda boladı : Bunda mıs oń, rux bolsa teris zaryadlanǵan. Yarım elementlerdi birlestiruvchi naychalar, olar eritpeleri menen toldırılǵan bolıwı zárúr Daniel-Yakobi elementin shınjırı tómendegi sxema menen ańlatıladı. EYUK ni tuwrıdan-tuwrı anıqlaw ushın, daslep sxemaǵa normal veston elementi jalǵanadı : (Súwret-8). Keyininen kompensatsiya noqatı (AS) tapildi. Alaylıq ol AS aralıqta jaylasqan bolsın. Keyin normal veston elementi ornına sxemaǵa Daniel-Yakobi elementi EYUK málim, ga teń. Endi proportsiya arqalı tekseriwshi element EYUK anıqlanıladı : Daniel-Yakobi elementin additivlik (jıyındı ) nızamınan paydalanıp da anıqlaw múmkin. Onıń ushın ayırım elektrod potenciallarınan paydalanıladı : Bul ishda salıstırıwlaw elektrodı retinde kalamel, elektrodınan paydalanıladı. Kalemel elektrodınıń potencial parqı normal vodorod elektrodına salıstırǵanda 200 S de v ga teń. Mıs elektrodınıń potencialın anıqlaw ushın rux elektrodı kalamel elektrodı menen almastırıp tómendegishe shınjır dúziledi: Bu element uchun ham sxema bо`yicha kompensatsiya nuqtasi AS2 topiladi va EYUK hisoblanadi: Rux elektrodini potentsialini aniqlash uchun, endi mis elektrodi о`rniga kalomel elektrodi ulanadi va zanjir tuziladi: Dúzilgen shınjır ushın kompensatsion noqat AS3 tabıladı hám EYUK (E3) tabıladı : ϕCuvaϕZnqiymatlarinihisoblabformulaorqaliDaniel-YakobielementiniEYUKtopiladi. V. TAJRIBAvIY QISM 1. 1 Elektr jurgiziwshi kúshnı ólshew Hár qanday galvanik elementtiń elektr jurgiziwshi kúshi eritpediń pH iga baylanıslı. Eritpelerdiń pH ini potentsiometrik anıqlaw ushın galvanik elementtiń EYuK anıqlap, pH hám E ortasındaǵı baylanısıw formulasına quyıladı, keyininen pH esaplanadı. Galvanik elementtiń EYuK kompensatsiya usılı menen anıqlanadı. Galvanik element islew processinde ol jaǵdayda bolatuǵın ózgerisler nátiyjesinde EYuK azaya baradı. Kompensatsiya usılınıń mánisi sonda, bunda ólshenip atırǵan EYuK ga teń muǵdarda qarama - qarsı jóneliste málim bahalı EYuK jalǵanadı. Bul sharayatta qarama - qarsı baǵdardaǵı EYuK lar bir- birin kompensatsiyalaydı hám tekserilip atırǵan element elektr aǵımı bermeydi. EYuK ni ólshew ushın etalon retinde isletiletuǵın galvanik elementke normal element dep ataladı. Bunday element retinde veston elementi qollanıladı. Bul elementte kadmiyning oksidleniwi hám sınaptıń qaytarılıwı esabına elektr aǵımı payda boladı. Cd + Hg2SO4 = CdSO4 + 2Hg yoki ion holida yozilsa Cd + Hg22+ = Cd2+ + 2Hg Elementte oń polyus wazıypasın sınap, teris polyus wazıypasın bolsa kadmiy ámelgemasi oteydi. veston elementiniń EYuK ózgermeytuǵın bolıp, 200 S de 1, 0183 voltga teń. veston elementi járdeminde kompensatsiya usılı menen galvanik elementtiń EYuK ni ólshew sxeması 13. 2 - suwretde berilgen. Turaqlı elektr aǵımı dáregi (akkumulyator) málim qarsılıqqa iye bolǵan regxord simining a hám v úshlerge jalǵanadı. Akkumulyator polyusı birdey zaryadlı veston elementi hám tekserilip atırǵan element polyusına jalǵanadı. Aldın K2 gilt veston elementine ulanib, galvanometr noldı kórsetguncha suriluvchi kontakt ońǵa yamasa shepke jıljıtıladı. Aytaylik, bul noqat S bolsın, S noqatda akkumulyatordan kiyatırǵan elektr aǵımı veston elementinen kiyatırǵan eletkr aǵımı menen kompensatsiyalanadı. 1 - súwret. Kompensatsiya usılı menen EYUK ni ólshew sxeması : Akk - akkumulyator, Be - veston elementi, Te - tekserilip atırǵan galvanik element, Ck - rexordning suriluvchi kontakti, K1, K2, K3 - giltler. Keyininen K2 giltler sınalatuǵın element polisine jalǵanadı hám joqarıdaǵı sıyaqlı onıń de kompensatsiyalanıw noqatı d anıqlanadı. Ol waqıtta : bunnan (13. I) bul jerde YeX, YeV - tiyislishe tekserilip atırǵan hám veston elementiniń elektr jurgiziwshi kúshi; ac ad - veston hám tekserilip atırǵan elementlerdiń kompensatsiyalanıw waqtında reoxord simining bólimleri. SHunday etip, (14. 1.) formula járdeminde hár qanday galvanik elementtiń elektr jurgiziwshi kúshin ólshew múmkin. ELEKTR YURITUvCHI KUCH — (EYUK) ózgeriwshen yamasa ózgermeytuǵın tok energiya dáreklerinde sırtqı (potencial ) kúshler tásirin ańlatatuǵın fizikalıq shama. Ótkizgishten tok ótiwi ushın ol jaǵdayda elektr maydan payda etinip saqlanadı. Onıń ushın tok dáregi járdeminde o'gkazgich úshlerinde potenciallar parqı (f, —F2) úzliksiz tiklab turıladı. Bul bolsa tok arqalı aǵıp keliwshi oń zaryadlardı ótkizgishtiń kishi potencial F 2 li uchidan úzliksiz alıp ketiw hám úlken potencial f, li uchiga úzliksiz keltirip turıw zárúr ekenligin ańlatadı. Sonday eken, zaryadlardıń tuyıq jol boylap háreketi payda boladı. Bunda tek elektrostatik (ishki) kúshlerdiń ózi etarli emes, sebebi bul kúshlerdiń zaryadlardı tuyıq kontur boylap kóshiriwde atqarǵan jumısı nolge teń. Sonday eken, tuyıq konturda zaryadlar aǵımın támiyinlew ushın noelektrostatik (sırtqı ) kúshler ámeldegi bolıwı kerek. Sırtqı kúshler Kulon kúshlerinen parq etip, túrli belgili zaryadlardı birlestirmaydi, kerisinshe olardıń ajırasıwın júzege keltiredi hám tuwrı sızıq úshlerinde potenciallar parqın birdey saqlap turadı. Sırtqı kúshlerdiń tásiri Elekt jurgiziwshi kúsh menen ańlatıladı. Sırtqı kúshlerdiń birlik oń zaryadtı tuyıq shınjır boylap kóshiriwde atqarǵan jumısı (e = $ E'D. 1 ólshenerlik e shama ) e. yu. k., tok dáregi Elekt jurgiziwshi kúsh dáregi dep ataladı, bunda E'— sırtqı kúshlerdiń noelektrostatik elektr maydanı kúshlanganligi, D1— kontur elementi. Sırtqı kúshlerdiń noelektrostatik elektr maydanın elektr energiya dáregi payda etedi. Sonday eken, Elekt jurgiziwshi kúsh sırtqı quchlar tásirinde tok shınjırına kiritilgen energiya eken. Mısalı, galvanik element hám akkumulyatorlar, ózgermeytuǵın tok generatorları, yarım ótkezgishli termoelementlar, fotoelementlar hám basqalar elektr dáregi bóle aladı. Elekt jurgiziwshi kúsh voltlarda olshenedi. 1) Elektr jurgiziwshi kúsh - sırtqı kúshler zaryadlardı kóshiriw ushın málim jumıs atqaradı. Galvanik element elektrodları arasındaǵı potensiallardıń maksimal parqı elektr jurgiziwshi kúsh dep ataladı. Elektr júrgiziwchu kúsh sonday kúsh esaplanadıki ol 2 noqatda tásir kórsetip, júzimdi ótiwine odaydı. Elektr tokın payda bolishining eń zárúrli sebebi elekr jurgiziwshi kúsh esaplanadı. Elektr jurgiziwshi kúsh ólshewi retinde tiyip turǵan deneler potensiallarınıń parqı alınadı. Eger eki birdey metall plastinkaları ózleriniń birdey quramlı, lekin hár túrli konsentraciyaları eritpelerine túsirilgende de elektr jurgiziwshi kúsh júzege keledi. Ózgeriwshen yamasa ózgermeytuǵın tok energiya dáreklerinde sırtqı kúshler tásirin ańlatatuǵın fizikalıq shama esaplanadı. Ótkizgishten tok ótiwi ushın ol jaǵdayda elektr maydan payda etinadi hám saqlanadı. Bul ushın tok dáregi járdeminde ótkizgish úshlerinde potensiallar parqı (φ1-φ2) uzilmasdan turıladı. Bul bolsa tok arqalı aǵıp keliwshi oń zaryadlardı ótkizgishtiń kishi potensial φ2 li uchidan úzliksiz alıp ketiw hám úlken potensial φ1 li uchiga úzliksiz keltirip turıw kerekligini kórsetedi. Zaryadlardıń jabıq joldaǵı háreketi payda boladı. Bunda tek elektrostatik kúshlerdiń ózi jetkilikli bolmaydı, sebebi kúshlerdiń zaryadlardı jabıq kontur boylap kóshiriwde atqarǵan jumısı nolge teń. Jabıq konturda zaryadlar aǵımın támiyinlew ushın noelektrostatik kúshler bolıwı kerek. Sırtqı kúshler túrli belgili zaryadlardı birlestirmaydi, olardıń ajırasıwın júzege keltiredi hám tuwrı sızıq úshlerinde potensiallar parqın birdey saqlap turadı. Sırtqı kúshlerdiń tásiri Elektr jurgiziwshi kúsh menen ańlatıladı. Sırtqı kúshlerdiń noelektrostatik elektr maydanın elektr energiya dáregi payda etedi. Sonday eken, elektr jurgiziwshi kúsh sırtqı kúshler tásirinde tok shınjırına kiritilgen energiya esaplanadı. Elektr jurgiziwshi kúsh voltlarda olshenedi. Tokı kúshi, elektr jurgiziwshi kúsh, kernew. Elektr zaryadlarınıń tártipli háreketi tok dep ataladı. Tok baǵdarı ushın oń zaryadlardıń háreket baǵdarı qabıl etiledi. Ádetde elektr tokı elektr maydanı tásirinde payda boladı. XULOSA:
Galvanik jupdagi tok kúshi jáne onıń yunalishini anıqlaw buyicha labaratorya jumısı tug'risida maǵlıwmat berilgen. Berilgen maǵlıwmatlar tiykarında oqıwshı ximiya páninen Faraday nızamları, elementlerdiń potensial qatarı tok ótkezgishlik elemintlarga tiyisli mashiq hám máseleler tarqatıp alıw ushın etarlicha ma'nbalar keltirilgen sol dereklerden paydalanıp óndiriste de paydalansa boladı. Download 0.63 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|
1 2