Кимё” кафедраси мудири доц. Ҳ. Т авезовга 5140500 Кимё таълим йўналиши 1-ким-18 гуруҳи талабаси
Download 0.64 Mb.
|
KURS ISHI FIZ XIMYA
- Bu sahifa navigatsiya:
- БУХОРО ДАВЛАТ УНИВЕРСИТЕТИ КИМЁ КАФЕДРАСИ
- ЎЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ОЛИЙ ВА ЎРТА МАХСУС ТАЪЛИМ ВАЗИРЛИГИ БУХОРО ДАВЛАТ УНИВЕРСИТЕТИ ТАБИИЙ ФАНЛАР ФАКУЛТЕТИ
- ФИЗИКАВИЙ КИМЁ ” фанидан
- Бухоро – 2020 Мавзу: ____________________________________________________________ __________________________________________________________________
- Хулоса ва таклифлар Фойданилган адабиётлар рўйхати
- “ФИЗИКАВИЙ КИМЁ ”
- Мезонлар Максимал балл
- Бухоро давлат университети кимё кафедраси 2.1-ким-18 гуруҳи Талабаси___________________________________________________нинг
- Мавзунинг долзарблиги____________________________________ __________________________________________________________
- __________________________________________________________________ __________________________________________________________________
- ____________________________________________________________________________________________________________________________________
- __________________________________________________________________
- 1.1 Asosiy qism 1.2. Elektrodlar potensialini aniqlash metodlari
|
“Кимё” кафедраси мудири доц. Ҳ.Т Авезовга 5140500 - Кимё таълим йўналиши 2.1-ким-18 гуруҳи талабаси __________ _______________________________ дан А Р И З А Сиздан менга “__________________________________________________ (фаннинг номи) _______________________________________________________________’’ фанидан “_______________________________________________________ (мавзунинг номи) __________________________________________________________________ мавзусидаги курс ишини бириктиришга рухсат беришингизни сўрайман. Курс иши ______________________________________________________ (корхона номи) ________________________________________________ маълумотлари асосида бажарилади. _______________ /__________________/ сана имзо
“Тасдиқлайман” Кафедра мудири_______ ____________________ “___”__________ 2020 йил
1.Талабага_________________________________________________________ (фамилияси, исми, отасининг исми) 2.Таълим йўналиши_________________________________________________ (мутахассислик номи) 3.Фан _____________________________________________________________ (фаннинг номи) 4.Курс ишининг мавзуси ____________________________________________ (курс иши ва объект номи) _________________________________________________________________ 5. Иш раҳбари _____________________________________________________ (фамилияси, исми, отасининг исми, илмий даражаси ва унвони)
6.Ишни бажариш учун зарур бўлган маълумотлар ______________________ __________________________________________________________________ 7.Ишни топшириш муддати “___”___________ 2020 йил 8. Курс иши раҳбари __________ ______ Ф.И.Ш. (имзо) 9.Талаба:“Топшириқни бажариш учун олдим” ________ ______ Ф.И.Ш. (имзо)
“Рўйхатга олинди” “КИМЁ» кафедраси
“____” ___________ 2020 й “ФИЗИКАВИЙ КИМЁ ” фанидан _____________________________________________________________________________________________________________________ мавзусидаги КУРС ИШИ Бажарди: 5240500 – Кимё таълим йўналиши 2.1-ким-18 гуруҳи талабаси ________________________________
ўқитувчиси______________________ Бухоро– 2020 Мавзу:____________________________________________________________ __________________________________________________________________ Мундарижа бет Кириш. 1.So’z boshi___________________________________________
Хулоса ва таклифлар Фойданилган адабиётлар рўйхати “Тасдиқлайман” Кимё кафедраси мудири _______доц. Ҳ.Т Авезов “___”__________ 2020 йил Кимё таълим йўналишидаги “ФИЗИКАВИЙ КИМЁ ” фани бўйича бажарилган курс ишининг БАҲОЛАШ МЕЗОНЛАРИ
Курс ишининг мазкур баҳолаш мезонлари “2020 йил - ____ ”даги кафедра йиғилишида муҳокама қилиб маъқулланган. Баённома №______ Бухоро давлат университети кимё кафедраси 2.1-ким-18 гуруҳи Талабаси___________________________________________________нинг ____________________________________________________________________________________________________________________________________'>______________________________________________________________________________________________________________________________________'>__________________________________________________________________ ____________________________________________________ мавзуси бўйича курс ишига ТАҚРИЗ Мавзунинг долзарблиги____________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ Ютуқлари_________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________ Курс иши камчиликлар____________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Хулоса(ҳимояга тавсия этилади, ҳимояга тавсия этилмайди)___________ __________________________________________________________________ Илмий раҳбар: __________________________________________________________________ (Ф.И.Ш., имзо) So’z boshi. Yosh avlodning bilim darajasini oshirishda boshqa fanlar qatori kimyoning ham munosib o’rni bor. Hozirgi kunda mamlakatimiz taraqqiyoti va rivojlanishi kimyo sanoatining rivojlanishi bilan bog’liq. Ertangi kun – yangicha fikrlay oladigan, zamonaviy bilimlarga ega bo’lgan yuksak malakali mutaxasislarni talab etadi ... . (I.A.Karimov)
O‘zbеkistоn Rеspublikasi o‘zining mustaqillikka erishgan so‘ng ta’lim sоhasida tubdan o‘zgarishlar ro‘y bеrdi. «Ta`lim to‘g‘risida»gi qоnun dasturi amalida ta'limdagi katta o‘zgarishlar bоsqichma-bоsqich amalga оshmоqda. Hozirgi kunda ta`lim jarayonida interfaol uslublar (innovasion pedagogik va axborot texnologiyalari)dan foydalanib, ta`limning samaradorligini ko‘tarishga bo‘lgan qiziqish, e`tibor kundan-kunga kuchayib bormoqda. Elektrokimyo fani va zamonaviy elektrokimyo sanoati respublikada rivojlangan soha hisoblanadi. Shuning uchun bu fanni chuqur o‘zlashtirilishi kimyo bakalavr o‘qituvchisi mutaxassisligini egallashda muhim ahamiyat kasb etadi. Elektrokimyo fani turli sohalar bo‘yicha tadqiqot ishlarini olib borishda muhim hisoblanadi. Chunki, elektrokimyoviy tekshirish metodlari o‘zining aniqligi jihatidan yuqori o‘rinni egallaydi. Talabalarning elektrokimyo asoslarini o‘rganishi kelajak o‘qituvchilar kasbida asqotadi. Elektrokimyo fаnining mаqsаdi kimyo fani o‘qituvchilarini o‘rtа mаktаb, аkаdеmik lisеy vа kаsb-hunаr kоllеjlаridа elektr toki yordamida bajariladigan kimyoviy tajribalarni o‘tkazishga elektrokimyoviy tekshirishlar metodlari bo‘yicha ishlar bajarishga tаyyorlаshdir. Elektrokimyo fаnining vazifasi talabalarga elektrokimyo asoslarini o‘rgatish, ilmiy – tadqiqot ishlarini bajarishda elektokimyoviy metodlardan foydalanishni o‘rgatishdan iboratdir. Elektrokimyo fanini puxta o‘zlashtirish asosida talabalar: elektrokimyo fanining boshqa fanlar bilan aloqasi, xalq xo‘jaligi va sanoatda tutgan o‘rni haqida tasavvurlarga ega bo‘ladilar. Elektrokimyoni asosiy nazaryalari va qonunlarini anglay bilishi, elektrolitlarning nazariy asoslari, elektr o‘tkazuvchanlik, elektrod jarayonlari kinetikasi, metallar korroziyasining nazariy asoslarini bilishni talab etadi. Laboratoriya mashg‘ulotlarida elektrokimyoning tekshirish metodlarini o‘rganib olishi, zamonaviy asboblarda ishlay bilish malakasiga ega bo‘lishi talab etiladi. Talabalar yuqoridagi bilimlar asosida elektrokimyo fanidan dars, laboratoriya mashg‘ulotlarida o‘zlari bajargan amaliy ishlar asosida ma’lum o‘quv – amaliy ko‘nikmasini hosil qiladilar. Metodik qo‘llanmada elektrokimyo fanidan ma’ruza va laboratoriya mashg‘ulotlarini olib borish metodikasi, har bir darsda interaktiv metodlardan unumli foydalanilgan holda texnologik model va xaritalar, ilovalar ishlab chiqilgan. Mashg`ulotlarni olib borish uchun innovatsion ta`lim texnologiyalari asosida o‘qitishning usul va texnikalari qo‘llanilgan.
Kimyoviy analizning bu usuli elektrodlar ustida yoki elektrodlar oralig’ida sodir bo’layotgan jarayonlarga asoslangan.Bunda sistemaning qator kattaliklari (potensial,tok kuchi,elektr miqdori,qarshilik,sig’im,elektr o’tkazuvchanlik yoki dielektrik xossalari)o’zgaradi.Bu kattaliklar aniqlanadigan moddalarning eritmadagi konsentratsiyasilariga mos bo’lganligi yoki ularning o’ziga xos xususiyatlari bilan belgilanganligi uchun ular yordamida o’sha moddalarning tabiati va miqdorini aniqlash mumkin.O’lchanadigan mazkur qiymatlardan ko’p sonli umumlashmalari mavjud,biroq ular analiz usullarini to’liq ifodalab berolmaydi va shuning uchun ham usullarni sinflashda qator chigalliklar mavjud.Bizningcha barcha elektr kimyoviy analiz usullarida elektr zanjiri asosiy o’rinda turganligini hisobga olib usullar sinflanishining asosiga elektrodlarda bo’ladigan jarayonlarni qo’yish maqsadga muvofiqdir.Shu asosda barcha elektr kimyoviy usullarni uch guruhga bo’lish mumkin:1)elektrod reaksiyalariga asoslangan elektr kimyoviy usullar(potensiometriya,voltamperometriya.polyagrafiya,amperometriya,inversion voltamperometriya,xronoamperometriya,xronopotensiometriya va boshqa voltaamperometriya,polyagrafiyakulonometriya elektr gravimetriya;2)elektrod reaksiyalar bilan alaqodor bo’lmagan elektr kimyoviy usullar(past va yuqori chastotali konduktometriya dielkometriya),3)qo;sh elektr qavatning o’zgarishi bilan bog’liq bo’lgan usullar(tenzammetriya elektr sorbsion analiz). Elеktr tоki tа`siridа yoki o‘zi elеktr tоki hоsil qilib bоrаdigаn kimyoviy prоtsеsslаr elеktrоkimyoviy prоtsеsslаr dеyilаdi. Bundаy prоtsеsslаrni kimyoning elеktrоkimyo bo‘limidа o‘rgаnilаdi. L. V. Pisаrjеvskiy tа`limоtigа ko‘rа mеtаll suvgа yoki shu mеtаll iоni bo‘lgаn eritmаgа tushirilsа, mеtаll bilаn suyuqlik chеgаrаsidа elеktrоd pоtеntsiаli hоsil bo‘lаdi, chunki mеtаll sirtidаgi iоnlаr suvning qutblаngаn mоlеkulаlаrigа tоrtilаdi vа mеtаlldаn suyuqlikki o‘tа bоshlаydi vа nihоyat muvоzаnаt qаrоr tоpаdi. Mе↔ Mеn+ + n Metalldan eritmaga o‘tgan musbat ionlar manfiy zaryadlangan plastinkaga tortiladi va metall sirti yaqiniga tortilib qo‘sh elektr qavat hosil qiladi. Kimyoviy аktivligigа qаrаb mеtаllаr kuchlаnish qаtоrigа jоylаshаdi. Mеtаllаrning kuchlаnishlаr qаtоridаn quyidаgi хulоsаlаr kеlib chiqаdi: 1. Hаr bir mеtаll аktivlik qаtоridа o‘zidаn kеyingi mеtаllni uning tuzidаn siqib chiqаrаdi. 2. Vоdоrоdni kislоtаlаrdаn stаndаrt elеktrоd pоtеntsiаllаri mаnfiy qiymаtgа egа bo‘lgаn mеtаllаr siqib chiqаrаdi. 3. Mеtаllаrninng stаndаrt elеktrоd pоtеntsiаlini musbаt qiymаti qаnchа kаttа bo‘lsа, uning iоni shunchа kuchli оksidlоvchilik хоssаsigа egа bo‘lаdi. Mеtаllаrni ulаrning birikmаlаridаn boshqa mеtаllаr siqib chiqarishini N.N.Bеkеtоv mukаmmаl o‘rgаngаn. Bеkеtоv mеtаllаrni kimyoviy аktivligini pаsаyib bоrishi tаrtibidа «siqib chiqarish qatori» dеb аtаlgаn qatorgа jоylаshtirdi. Hozirgi vaqtdа Bеkеtоvning siqib chiqarish qatori mеtаllаrning elеktrоkimyoviy kuchlаnishlаr qatori dеb аtаlаdi. Mеtаllаr bu qatorgа ulаrning stаndаrt elеktrоd pоtеnsiаllаri qiymatlаrining оrtib bоrishi tаrtibidа jоylаshtirilgаn: K, Na, Ca, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au. Bu qator stаndаrt (nоrmаl) elеktrоd pоtеnsiаllаri qatori ham dеb аtаlаdi.
Boshqacha aytganda, standart oksidlanish potentsiali - bu t = 250 C da eritmada potentsial hosil qiluvchi ion kontsentratsiyasi 1 mol/l ga teng bo‘lganda yuzaga keladigan elektrod potentsialidir. Odatda element (ion) ning oksidlanish potentsialining absolyut qiymatini aniqlash mumkin emas. Shu sababli element (ion) ning oksidlanish potentsiali qiymati normal vodorod elektrodi (NVE) potentsialiga nisbatan aniqlanadi. Standart oksidlanish potentsialining qiymatlaridan foydalanib, oksidlovchi va qaytaruvchilarni hamda ularning kuchini, oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari yo‘nalishini, galvanik elementlarning elektr yurituvchi kuchi (EYuK) ni hisoblash mumkin. Metallar va yarim o‘tkazgichlarning tuzilishini, shuningdek ularning elektr o‘tkazuvchanligini o‘rganish fizikaning ob’ekti hisoblanib, buni kimyo o‘rganmaydi. Elektrokimyoning o‘rganish ob`ekti- bu ionli sistemalar (ikkinchi tur o‘tkazgichlar) va fazalar orasidagi chegara sirtda yuz beradigan hodisalarni fazalar chegarasining strukturasi va zaryadlangan zarrachalarni tashib o‘tish mexanizmi nuqtai nazardan ko‘rib chiqishdir. Shunday qilib, elektrokimyo– bu kimyo fanlarining bo‘limi bo‘lib, bu fanda ionli sistemalarning fizik-kimyoviy xossalari o‘rganiladi, shuningdek zaryadlangan zarrachalar (elektronlar yoki ionlar) ishtirokida fazalar sirti chegarasi yuzasidagi jarayonlar va hodisalarni o‘rganadi. Elektrokimyoviy sistemalarga tokning kimyoviy manbalari (gal’vanik elementlar) va elektroliz amalga oshiriladigan elektrolit vannalar kiradi. Elektr tokining manbalari-gal`vanik elementlarda kimyoviy energiya elektr energiyasi sifatida ajraladi. Elektrolizda esa aksincha, elektr energiyasi hosil bo‘ladigan moddalarning kimyoviy energiyasini oshirishga sarf bo‘ladi. Elektr va kimyoviy energiyalarni o‘zaro bir-biriga aylanishi zarrachalar (ionlar yoki molekulalar)ni elektronlarni o‘tkazuvchi metall yoki metallmas yuzasi bilan to‘qnashganda va elektrokimyoviy reaksiyalar borishi natijasida yuz beradi. Elektrodlarda boradigan elektrokimyoviy reaksiyalar geterogen jarayonlar hisoblanadi va ularning tezligi moddalarning zarrachalari konsentratrasiyasiga, temperaturaga, reaksiya zonasiga, moddalarning kelib turish tezligiga va reaksiya mahsulotlarining olib ketish tezligiga bog‘liqdir.Elektrokimyoviy reaksiyalarning o‘ziga xos tomoni shuki, uni tezligi elektrod potensialiga bog‘liqligidir. Elektrod potensiali qiymatini xoxlagan vaqtda o‘zgartirish va shu orqali elektrokimyoviy jarayon tezligini boshqarish mumkin bo‘ladi. Elektrod potensialining manfiy qiymatlarga siljishi katod reaksiyasi tezligi (qaytarilish jarayoni) potensialni musbat qiymatlarga siljishi, anod reaksiyasi (oksidlanish jarayoni) tezligini ortishga olib keladi. O‘z navbatida elektrod reaksiyalarning potensiali elektrod-eritmasi chegarasidagi qo‘sh elektr qavatining tuzilishiga bog‘liqdir. Fazalar chegarasida ion va molekulalarning adsorbsiyasi elektrod reaksiyalari tezligiga kuchli va ma’lum tarzda ta’sir ko‘rsatadi.Elektrod reaksiyalarning tezligini potensialga bog‘liqligi moddalarni elektrokimyoviy usul bilan olishni texnologik jihatdan osonlashtiradi. Bu jarayonni pastroq temperaturada va katta tezlikda amalga oshirish mumkin. Elektrokimyoviy zanjirning xossalari va qonuniyatlarini o‘rganuvchi elektrokimyoning kelib chiqishi birinchi shunday sistemani tuzish bilan bog‘liq. 1791yilda italyan tabiatshunosi L.Gal’vani yorilgan baqaning fiziologik xossalarini o‘rganaturib tasodifan baqaning muskullari va ikki metalldan iborat o‘ziga xos elektrokimyoviy zanjir tuzdi. 1800 yilda boshqa italyan olimi A.Vol`ta birinchi marta tokning kimyoviy manbaini “vol`ta ustunlari”ni konstruksiya qildi, u manbai o‘z tuz eritmalari bilan ho‘llangan kumush va qalay elektrodlardan iborat edi. Shu hodisalardan keyin elektrokimyoviy zanjirning o‘ziga xos xossalari yangi fan- elektrokimyoning o‘rganish sohasi bo‘lib qoldi.Nazariy elektrokimyoning rivojlanishi elektrokimyoviy metodlarni texnikada qo‘llashga imkon berdi. Sanoatning katta sohasi- amaliy elektrokimyo mavjud bo‘lib, unga elektrometallurgiya, galvanotexnika, noorganik va organik moddalar sintezi, elektr tokining kimyoviy manbalarini ishlab chiqarish, metallarni elektrokimyoviy ishlash, metallarni eletrokimyoviy yo‘l bilan korroziyadan himoyalash kabilar kiradi. Bu “elektrokimyo” bo‘yicha tanlov kursining vazifasi bo‘lajak kimyo fani o‘qituvchilarini tekshirish va analizning elektrokimyoviy metodlari, uning nazariy masalalari elektrokimyoning qo‘llash sohalariga yo‘naltirish bo‘yicha jiddiy tayyorlashni ta’minlashdan iborat. Elektrokimyo oksidlanish-qaytarilish jarayonlari va ularni borish mexanizmlarini chuqur bilishga imkon beradi. Bo‘lajak kimyo fani o‘qituvchilari o`rta umumta’lim maktablari, kasb-hunar kollejlari va akademik litseylarda elektrokimyo bo‘yicha fakul`tativ kurs yoki kimyo to‘garagi o‘tkazish uchun tayyorlangan bo‘lishlari kerak, bu esa o‘z navbatida bu fanning katta nazariy va amaliy ahamiyatga ega ekanligini ifodalaydi. O`zbekistonda metallarni elektroliz yordamida olinadigan korxonalar mavjud bo`lib, ulardan biri Olmaliq tog‘ metallurgiya kombinatidir. Bu kombinat tarkibidagi rux zavodida olingan rux oksidi sul’fat kislotada eritiladi va hosil bo‘lgan rux sul’fat eritmasidan elektroliz qilish yo‘li bilan rux metallik elektrorafinatsiya sexida elektroliz orqali toza mis olinadi. O‘zbekistonda elektrokimyo sohasida izlanish olib borgan olimlardan k.f.d., prof. A.Murtazayev (Toshkent farmasevtika instituti) indiy metalli elektrokimyosi bilan shug‘ullangan. K.f.d., prof. F.Qurbonov (Toshkent kimyo texnologiya instituti) metallar korroziyasiga ingibitorlar ta’sirini o‘rganish sohasida ilmiytadqiqot ishlari olib borgan. O‘zR FA Umumiy va noorganik kimyo instituti Elektrokimyo laboratoriyasida L.Siganov, T.Hamidxonova kabi olimlar metallarni elektrokimyoviy yo‘l bilan ajratib olish boyicha ilmiy tadqiqotlar olib borishgan. Toshkent DPU ning Kimyo kafedrasida ham elektrokimyo yo‘nalishi bo‘yicha ilmiy-tadqiqot ishlari olib borilgan. Profesor P.Qodirov rahbarligida metallarni elektrolitik cho‘ktirishga ultratovush ta`siri o‘rganilgan. Uning shogirdlaridan prof. N.Raxmatullayev va prof. K.Rasulovlar ham elektrokimyo sohasida ishlab dissertatsiya ishlarini muvaffaqiyatli himoya qilishgan. Hozirgi kunda ham kimyo va uni o‘qitish metodikasi kafedrasida elektrokimyoga oid ilmiy-tekshirish ishlari prof. K.Rasulov va talabalar tomonidan amalga oshirilmoqda.Elektrodlar potensiallarini aniqlash usullarining ko’plab usullarini ko’rib chiqamiz.Bularga voltametriya polyagrafiya potensiometriya va ko’plab usullar misol bo’ladi. 1.3. Potensiometriya Bu analiz elektrokimyoviy analiz usullarining asosiylaridan biri hisoblanadi. Bu usul eritmaga tushirilgan elektrodlar (galvanik elementlar)da yuzaga keladigan potensiallar farqi elektr yurituvchi kuchni o‘lchash bilan eritmada erigan modda miqdorini (konsentratsiyasini) aniqlashga asoslangan. Ma’lumki, ko‘pchilik texnologik jarayonlarda foydalaniladigan yoki hosil bo‘ladigan eritmalardagi biror modda miqdorini aniqlash uchun shu modda tarkibidagi biror ion miqdori aniqlanadi. Aksariyat hollarda eritmadagi vodorod ioni H+ miqdori, ba’zi hollarda va boshqa ionlaming miqdori aniqlanadi. Olingan natijalarga asoslanib ishlab chiqarish jarayonlari nazorat qilinadi yoki boshqariladi. Eritmada erigan modda (ion, ionning aktivligi) miqdori (Cion) bilan elektrodlarda yuzaga keladigan potensial o‘rtasida o'zaro to‘g‘ri bog'lanish mavjud bo‘lib, u Nernst formulasi orqali ifodalanadi: E = E° +2.3RT/nF lg Cion bu yerda: E -elektrodda yuzaga keladigan potensial, V yoki mV; R — universal gaz doimiysi, 8,314 kJ mol/grad; T — absolut harorat, °K; F — Faradey soni, 96500 KI; n — ionning zaryadi yoki berilgan (qabul qilingan) elektronlar soni; E° — miqdori aniqlanayotgan ionning standart oksidlanish-qaytarilish potensiali bo‘lib, eritmada С — 1 mol/1 bo‘lganda elektrodda yuzaga keladigan potensial qiymati, uning qiymati ma’lumotnomalardan olinadi. 2.3RT/nF = Q uning qiymati:nF n=1, t= 25° С bo‘lganda 0,059 V. n = 2, t = 25° С bo‘lganda esa , 0,029 V. Ushbu formuladan ko‘rinib turibdiki, bo‘glanish elektrodlarda yuzaga keladigan potensial eritma bilan elektrodning sirt chegarasidagi elektron almashinuvigagina emas, balki eritmadagi potensial aniqlovchi ion konsentratsiyasining o ‘zgarishiga ham bog‘liq ekan. Shu sababli potensiometrik usulda neytrallash, ok- sidlanish-qaytarilish, cho'kma hosil bo‘lish va kompleks hosil bo‘lish reaksiyalaridan foydalaniladi. Nernst formulasiga ko‘ra elektrodlarda yuzaga keladigan potensialning qiymati, potensial hosil qiluvchi ionning tabiatiga, haroratga, normal oksidlanish-qaytarilish potensiali E0oks/qayt hamda ionning konsentratsiyasi Cion ga bog‘liq. 
1.rasm.Potensiometriyada potensialga bog’liq grafik Elektrod eritma bilan o'zining sirti chegarasida elektronlar yoki ionlar almashinuvi natijasida potensiallar farqi yuzaga keladigan eritma va unga tushirilgan metall plastinkadan iborat elektrokimyoviy sistema. Eng oddiy elektrod rux sulfat tuzi eritmasiga tushirilgan ruh plastinkasidir. Bunda eritmaga tushirilgan rux plastinka «aktiv metall» bo‘lgani uchun eriy boshlaydi, ya’ni oksidlanadi. Plastinka sirtida elektronlar qoladi, eritmaga esa ruh ionlari Zn2+ o‘tadi. Plastinka sirti manfiy zaryadlanadi, plastinkaning sirtiga tegib turgan eritma musbat zaryadlanadi, ya’ni eritma bilan plastinka sirt chegarasida (o‘rtasida) qo‘sh elektr qavat hosil bo‘ladi. Qo‘sh elektr qavatda potensiallar farqi yuzaga keladi va bu elektrod potensiali deb aytiladi. Elektrodda yuzaga keladigan potensial Nerst tenglamasi bilan ifodalanadi: E = E°Zn +2.3RT/nF lg CZn2+ Har bir elektrod uchun yuqoridagi singari elektrod potensialini hisoblash formulalari mavjud. Elektrodlar ularda boradigan elektrokimyoviy reaksiyaning mexanizmi va ishlatish maqsadiga ko‘ra, bir necha turga bo‘linadi.Birinchi tur elektrodlar elektrod potensiali eritmadagi potensial hosil qiluvchi ionning konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘lgan elektrodlar. Bu elektrodlar eritmada o‘z ionlariga nisbatan qaytar ishlaydigan eritmaga tushirilgan metall plastinkalardir. Birinchi tur elektrodlarga quyidagilar misol bo‘ladi: kumush elektrodi AgNO3 eritmasiga tushirilgan Ag plastinkasi (Ag/AgNO3); mis elektrodi CuSO4 eritmasiga tushirilgan Cu plastinkasi (Cu/ CuSO4); vodorod elektrodi, xingidron elektrodi, shisha elektrodi va hokazolar. Bu elektrodlar nima maqsadda ishlatilishiga ko‘ra, indikator elektrodlar deyiladi. Ikkinchi tur elektrodlar elektrod potensiali elektrodni hosil qiluvchi metall bilan kam eriydigan birikma hosil qiluvchi anionga nisbatan qaytar bo'lgan va potensiali tashqi eritmadagi boshqa ionlar konsentratsiyasiga bog'liq bo'lmagan elektrodlardir. Bu tur elektrodlar amaliyotda asosan solishtiruvchi elektrodlar sifatida ishlatiladi. Solishtiruvchi (taqqoslash) elektrodlarga: kalomel elektrod KE, kumush xloridli elektrod KXE misol bo'la oladi. Uchinchi tur elektrodlar. Bir xil anionga ega bo'lgan ikki kationdan biriga nisbatan qaytar elektrodlardir. Bunga misol qilib simobning simob va kalsiy oksalatidagi elektrodini keltirish mumkin. Uning potensiali ikkinchi metall ionining aktivligi bilan belgilanadi:
Potensiometriya usuli tekshiriladigan eritmaning elektrod potensialini o’lchashga asoslangan.Nernst tenglamasiga: E = E° +2.3RT/nF lg aM Binoan elektrod potensiali potensialni belgilovchi M moddaning aktivligiga bog’liq bo’lganligi uchun elektrod potensialini o’lchash yordamida M moddaning aktivligi (konsentratsiyasi)aniqlanishi mumkin.Elektrod potensiali bilan aktivlik orasidagi ushbu bog’liqlik bo’yicha turli sistemalardagi muvozanat jarayonlarni aniqlash mumkin.Agar kimyoviy reaksiya davomida elektrod potensiali o’zgarsa,bu o’zgarish yordamida eritmadagi 
2.rasm Potensiometrik usul chizmasi. modda konsentratsiyasining o’zgarishini va titrtlashing oxirgi nuqtasi topish mumkin.Potensiometriyada tekshiriladigan eritmalarga tushuriladigan elektrodlar potensiallari o’lchanadi.1889-yilda V.Nernst elektrod potensialining eritmadagi moddalar konsentratsiyasiga bog’liqligining termodinamik mohiyatini isbotladi.Hozirgi davrda elektrod potensiali deganda taqqoslash (asosan vodorod)elektrodi bilan istalgan oksidlanish qaytarilish yoki boshqa reaksiyaga mos elektrod orasida yuzaga kelgan elektr yurituvchi kuch tushuniladi.Shu negizda elektrodlarning quyidagi asosiy turlari haqida gapirish mumkin:1)elektron almashinuvchi elektrodlar 2)elektron-ion almashunuvchi elektrodlar.Agar biror oksidlanish-qaytarilish jufti bo’lgan eritmaga inert metal elektrodi tushirilgan bo’lsa shu metall sirtida muayyan tezlik bilan sistemadagi oksidlangan va qaytarilgan moddalar orasida elektronlar almashunuvi Ox+ne=Red Kuzatiladi,Bu reaksiya natijasida qaytaruvchinig bir qismi metalga elektronni berib oksidlanadi,oksidlovchining bir qismi esa elektron qabul qilib qaytaradi.Bu har ikkla reaksiya metall-eritma fazalari chegarasida bir vaqtda sodir bo’ladi.Dastavval elektronlarning qaytaruvchidan elektrodga yoki elektroddan oksidlovchiga o’tishi mumkin bo’lgan Ox/Red juftidagi moddalarning konsentratsiyasiga bog’liq ravishda u yoki bu tomonga yo’nalgan bo’ladi.Bu jarayonlar natijasida elektrod-eritma chegarasida musbat yoki manfiy zaryad paydo bo’ladi.Ushbu zaryad oksred juftining teng miqdordagi qarshi zaryaddagi qismlarini o’ziga tortadi.Bu qo’sh elektr qavatning hosil bo’lishiga olib keladi.Elektronlarning tashilish tezliklari tenglashgan paytda sistemada harakatchan(dinamik)muvozanat o’rnatiladi.Elektrodning shu paytdagi potensiali muvozanatdagi elektrod potensiali (Em) deyiladi.Bu potensial sistema tarkibiy qismlarining elektrod oldi qavatlardagi aktivliklari nisbatiga bog’liq bo’lib,Nernst tenglamasi yodamida ifodalanadi. Indikator-elektrodlar tekshiriladigan eritmadagi ionning elektrod aktivligiga qarab potensialini o‘zgartiradigan elektrodlardir. Indikator elektrodlar elektrod eritma sirti chegarasida boradigan elektrokimyoviy jarayonning mexanizmiga ko‘ra quyidagilarga bo'linadi: oksidlanish-qaytarilish elektrodlari, bunday elektrodlarda elektronlar almashinishi kuzatiladi; birinchi, ikkinchi tur metall va metallmas elektrodlar, bunday elektrodlarda elektron-ion almashinishi kuzatiladi; ionoselektiv membranali elektrodlar, bunday elektrodlarda ion almashinishi sodir bo‘ladi. Elektrodlar agregat holatlariga ko'ra qattiq platina, kumush, grafit va boshqalar, suyuq simob va gaz vodorod, xlor elektrodlarga bo'linadi. Bundan tashqari, elektrodlar aktiv kumush, mis va boshqalar va befarq platina, oltin, grafit va boshqalar elektrodlarga bo'linadi. Solishtirma elektrodlar sifatida elektrod potensialini o'lchash uchun mo'ljallangan qaytar (normal, vodorod to'yingan kalomel, kumush xloridli, talliy xloridli va boshq. elektrodlar etalon sifatida ishlatiladi. Solishtirma elektrodlar quyidagi talablarga javob berishi kerak:potensial belgilovchi elektrodning ichki reaksiyasi termodinamik qaytar bo'lishi; elektrod kam qutblanuvchan bo'lishi, ya’ni undan tok o'tganda o'z potensialini nihoyatda kam o'zgartirishi; elektrod uzoq vaqt saqlanganda va turli xil sharoitlarda ham o'z potensialini o'zgartirmasligi lozim. Reaksiyada ishtirok etuvchi moddalr sifatida oksidlovchi qaytaruvchi vodorod va boshqa ionlar erituvchi molekulalari metall metall oksidi kam eruvchan birikma gazlar va boshqalar bo’lishi mumkin.Shuni ham aytish kerakki aktivligi doimiy bo’lgan qattiq faza,gazlar va erituvchilar molekulalari Nernst tenglamasiga kirmaydi.Elektrodning elektron oish va berish jarayonlari tezliklari o’zaro mutanosib bo’ladi.Elektronlarning almashinish tezligi qancha katta bo’lsa elekt rodlarda barqaror potensial shuncha tez qaror topadi.Elektrod jarayonlarining tezligi Katta bo’lgan oksred juftlar qaytar juftlar deyiladi.Bunday juftlar uchun potensial muvozanat holatidagina salgina ozgina o’zgartirilsa,elektrod jarayonining twzligi keskin o’zgaradi.Elektrod jarayonlarining tezligi kichik bo’lgan oksred juftlar qaytmas juftlar deb yuritiladi.Qaytmas sistemaarda muvozanat potensiali sekin qaror topadi va u boshqa omillarga bog’liq bo’lganligi uchun barqaror bo’lmaydi.Bunday sistemalarda reaksiyaning tezligini oshirish uchun potensialni muvozanat holatidagiga nisbatdan ancha qiymatga ko’tarish talab etiladi.Eritmada oksidlanish-qaytarilishga moyil(elektr aktiv)bo’lgan moddalar bo’lmasa ham elektrod muayyan potensialga intiladi.Masalan elektr aktiv bo’lmagan natriy perxlorat eritmasida yuzaga kelgan potensial oz miqdordagi turli xil qo’shimchalar(erigan kislorod,erituvchi molekulalarining razryadi,boshqa moddalar)orasida almashunuvchi elektronlar soniga bog’liq bo’ladi.Bu omillar o’zgaruvchan bo’lganligi uchun elektrodning potensiali ham beqaror bo’ladi va u sekinlik bilan qaror topadi.Bu potensialga eritmani aralasрtirish tezligi hamda elektrodning materiali,sirt yuzasining holati va kattaligi,va uning eritmada joylashtirish tasir korsatadi.Shunday sharoitda yuzaga keladigan potensial-aralash potensial deyiladi.Qaytmas sistemalarda elektrod jarayonlarning tzligi kichik bo’lganligi uchun bu omlillar tez sizaladi.Aralash potensial eritmada qaytar oksred juft moddalardan biri ko’p,ikkinchisi esa bihoyatda kam miqdorda(masalan 10-5 va undan kam) bo’lgani uchun ham kuzatiladi.Nernst tengalamsiga ko’ra eritmada 
3.rasm Potensiometrik qurilma. oksred juftining tarkibiy qismlaridan birortasi ishtirok etmasa elektrodning potensiali cheksiz bo’ladi.Biroq amalda potensialninh qandaydir aniq qiymati kuzatiladiki u keltirilgan formulalar yordamida izohlanmaydi uni faqat tajribada aniqlash mumkin,Eritmada moddalar orasida tegishli reaksiyalar sodir bo’lib natijda eritmada kam miqdorda bo’lsada oksred juft hosil bo’ladi va muayyan muvozanat qaror topadi.Oqibatda potensialning cheklangan muvozanatdagi qiymatiga siljishi kuzatiladi.Yuzaga keladigan aralash potensial bu turiga aralash potensial potensial deyiladi.To’yingan potensial potensiometrik tirtlashda ekvivalentlik nuqtasini yaqinida yuzaga keladi,uni o’lchashga urinish esa behudadir .Potensiometriyada ishlatiladigan elektrodlar indikator va taqqoslash elektrodlariga ular esa birinchi ikkinchi va uchunchi tur elektrodlarga bo’linadi.Solishtirma elektrodlar quyidagi talablarga javob berishi kerak:potensial belgilovchi elektrodning ichki reaksiyasi termodinamik qaytar bo'lishi; elektrod kam qutblanuvchan bo'lishi, ya’ni undan tok o'tganda o'z potensialini nihoyatda kam o'zgartirishi; elektrod uzoq vaqt saqlanganda va turli xil sharoitlarda ham o'z potensialini o'zgartirmasligi lozim. 
4.rasm Avtomatlashtirilgan potensiometrik qurilmalar Download 0.64 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|