15 дәріс Тотығу – тотықсыздану реакциялары. Электродтық үрдістер
жүктеу/скачать 2,37 Mb.
|
15 лекция. Тотығу – тотықсыздану реакциялары. Электродтық үрдістер
- Бұл бет үшін навигация:
- Жартылай реакциясы тотығу тотықсыздану
| Электрохимиялық процестер. Химиялық энергияның өзара электр энергиясына айналу процестерін электрохимиялық процестер деп атайды. Электрохимиялық процестерді екі негізгі топқа бөлуге болады:
1) химиялық энергияның электр энергиясына айналдыру процесі (гальваникалық элемент); 2) электр энергиясын химиялық энергияға айналдыру процесі (электролиз). Гальваникалық элемент. Электродтық потенциалдың түзілу механизмі. Қарапайым тәжірибе қарастырайық. Мырыш пластинкасын мыс (ІІ) сульфатының көк түсті ерітіндісіне батырамыз. Біраз уақыт өткенде мырыш пластинкасын қызыл түсті мыс қаптайды. Қарапайым тотығу – тотықсыздану реакциясы жүреді: Жартылай реакциясы тотығу тотықсыздану Жартылай реакцияның екеуі де мырыштың мыс (ІІ) сульфаты ерітіндісімен жанасқан жерінде жүреді. Алайда тәжірибені күрделендіріп және Даниэль – Якоби гальваникалық элементін қолдана отырып, тотығу және тотықсыздану жартылай реакциясын кеңістікте бөлек жүргізуге болады. 1 – сурет. Даниэль – Якоби гальваникалық элементі.. 2 2 - сурет. Металл мен ерітінді арасындағы қос электрлік қабаттың пайда болуы. Бұл элемент (1 - сурет) мыс (ІІ) сульфаты ерітіндісіне батырылған мыс пластинкасы және мырыш сульфаты ерітіндісіне батырылған мырыш пластинкасынан тұрады. Екі пластинка өткізгіш сым арқылы қосылған, ал ерітінді құйылған ыдыстар электролитикалық кілтпен (яғни, тұз ерітіндісі құйылған түтікпен) жалғанған немесе иондар өтуге арналған ортасында кеуек затпен бөлінген. Гальванометрдің көрсетуінен, тізбекте иондар ауысып, яғни ток жүргенін көруге болады. Гальваникалық элементте электр тогының пайда болуын былай түсiндiруге болады: металл оң зарядталған иондардан және оларға ортақ валенттік электроннан тұрады, сондай-ақ ион заряды электрон зарядымен теңестіріледі. Металл пластинкасын сулы ерітіндіге батырсақ, оның беткі қабатында металл ионы полюсті су молекуласымен әрекеттеседі. Нәтижесінде кристалдық тор көздерінің түйініндегі металдын оң иондарының біразы үзіліп, ерітіндіге өтеді. Иондар ерітіндіде су молекуласымен ұстасып гидраттанады. ерiтiндiде металда Металдың иондарынан айырылған беткі қабатындағы электрондары бос қалып, оны теріс зарядтайды, ал ерітінді - оң зарядталады. Сонымен металл мен ерітіндінің жанасқан жерінде түзілген қабатты қос электрлік қабат деп атайды (2 - сурет), ал қабаттар арасындағы потенциал айырмасын электродтық потенциал дейді. Түзілген шекаралық, теңдiк потенциал айырымын металдың тепе - теңдік электродтық потенциалы деп атайды. Ерітіндіге батырылған табиғаты әр түрлі металдар, ерiтiндiге белсенділігі әртүрлi иондарын жібереді. Мысалы, мырыш ерітіндіге белсенділігі едәуір үлкен иондар жібереді, сондықтан мырыш пластинкасы теріс зарядталады. Активтілігі төмен металдарды өз тұзының ерітіндісіне батырсақ, мысалы, мысты ерітіндісіне ( ), онда металл пластинкасынан ерітіндіге мыс иондары өтпейді, тек ерітіндіден мыс электродына катионның ( ) бір бөлігі өтіп, оны оң зарядтайды, ал ерітінді аниондардың ( ) артық мөлшерінің нәтижесінде электрод бетінде теріс зарядталады. Металл мен тұз ерітіндісінің жанасқан жерінде қос электр қабаты түзіледі, бірақ оның потенциал айырымы өзгеше. Даниэль-Якоби гальвани элементінің жұмыс барысында, мырыш электродынан (тотықсыздандырғышта) электрондар мысқа қарай ағып, мыс ионымен әрекеттеседі ( ). Мыс электродында (тотықтырғышта) мыс ( )бөлінеді, мырыш электроды еріп (ерітіндіге жібереді), ерітіндіде иондардың бағытталған қозғалысы болады. Ерітіндідегі иондар қозғалысы гальвани элементінің электр тізбегін тұйықтайды. Электродтағы процестерді қоса отырып алатынымыз: Осындай химиялық реакция нәтижесінде гальваникалық элементтің сыртқы тізбегінде электрондар қозғалысы және элемент ішінде иондар түзіліп, электр тогы пайда болады. Гальваникалық элемент әдетте қысқа сызбанұсқа түрінде жазылады. Даниэль-Якоби элементінің сызбанұсқасы: Сол жаққа терістілігі жоғары электродтың символы жазылады, вертикаль сызық секіріс потенциалын және электролитті көрсетеді , оң жаққа неғұрлым оң электродтың символы жазылады. Екі вертикаль сызық екі тұз ерітіндісінің шекарасын көрсетеді. Тотығу процесі жүретін электрод - анод ( ), тотықсыздану процесі жүретін электрод - катод ( ) деп аталады. жүктеу/скачать 2,37 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|