МС. Жайлауов физикалық химия мазмұНЫ
жүктеу/скачать 1,05 Mb.
|
ÐС. ÐайлаÑов ÑизикалÑÒ Ñ Ð¸Ð¼Ð¸Ñ Ð¼Ð°Ð·Ð¼Ò±ÐЫ-emirsaba.org
| § 20. ЭЛЕКТРОЛИЗ
Электролиз деп электр тогының әсерінен болатын химиялық түрлену (өзгеру) процесін айтады. Электролиз кезіндегі химия-лық прбцестер электролит түріне орай, еріткішке байланысты, электрод әзірленген заттың табиғатына сәйкес және басқа да қо-сымша қосылыстар сияқтыларға қарай сан алуан болуы мүмкін. Электролит арқылы түрақты ток өткенде катодта электролиттіқ катионы нейтралды атомға айналып, злектродтың беткі қабатын-да қалады. Мүндай процесс анодта да жүреді және электролит аниондары нейтралданады. Электролиз кезінде пайда болатын нейтрал атомдар мен атом топтары бос күйінде өте тұрақсыз болғандықтан олар өзара не еріткіш пен еріген заттардың моле-кулаларымен химиялық реакцияға түсуі мүмкін. Сол сияқты бүл компоненттер электрод әзірленген затпен де химиялық әрекетке түсуі ғажап емес. Электролиз кезінде жүретін барлық реакциялар тотығу-тотықсыздану реакциясының айқын сипатын көрсетеді: катодта тотықсыздану, анодта тотығу процесі жүреді. Электролиз кезінде система арқылы сыртқы электр көзінен тұрақты ток өткенде, осы ток күшінің әсерінен электродтың күші өзгеруі мүмкін. Мысалы, электродтағы металл пластинасына токтың оң заряды берілгенде, ол ерітіндідегі су молекуласының металмен әрекеттесу процесін жеңілдетеді, сөйтіп металл иондары ерітіндіге ауысады, яғни электрод пластинасы ери бастайды. Ал, осы системадағы екінші электрод әзірленген металл пластинасы-на теріс заряд берілгенде, керісінше, металдың ерітіндіде еруі қиындап, ерітіндідегі металл катионы зарядсызданып, пластина-ның беткі қабатына орналасады. Электролиз процесіндегі токтың мөлшері және оған сәйкес бөлінетін атом, молекула не атом топтарының массалық қатына-сы өткен ғасырдың отызыншы жылдарында ашылған М. Фарадей заңдарына бағынып, оның көмегімен анықталады. Фарадейдін, екі заңы бар. Бірінші заңы: электролиз процесінде бөлінетін зат-тыц мөлшері ток күші мен уақытқа, яғни өткен токтьщ мөлшеріне пропорционалды. Фарадейдін, бірінші заңы электролиз механизмінің қазіргі көз-қарасымен үйлеседі. Электролиз процесінде ион алмасуына орай берілген не косылып алынған электрондар саны өзара тең бол-гандықтан система арқылы өткен ток мөлшері әрекеттескен ион санына, яғни бөлінген затқа пропорционал болады. Фарадейдің екінші заңы былай тұжырымдалады: эр түрлі электролит ерітінділері арқылы бірдей мөлшерде электр тогы өт- 113 кенде бөлінетін заттардыц химиялық эквиваленті бірдей, мұны басқаша айтқанда кез келген заттың бір моль эквиваленттік үле-сін ерітіндіден бөліп алу үшін ерітінді арқылы 96487 (96500) Ку-лон электр тогын жіберу қажет. Бұл санды Фарадей саны дейді де оны F әрпімен белгілейді. 1 моль-эквивалент затты бөліп алу үшін ерітіндіден 1А токты 26,8 сағат бойына өткізу керек, ал ток күші 2А болса, онда 13,4 сағат т. с. с. Фарадейдің бірінші және екінші заңын бір теңдеумен көрсету-ге болады: m= 122 мұндағы m — анодта немесе катодта бөлінетін заттың мөлшері (г); Э —бөлінетін заттың эквиваленті, ол жеке элементтердің атомдық салмағын алмасатын электрондар санына бөлгенге тең; Q— электролит ерітіндісі арқылы өтетін электр мөлшері (Q = It). Осы электр мөлшерін (Q) (122) теңдеуге қойсақ, онда ол мынадай болып түрленеді: m= (123) Электролиздің екі заңын біріктіретін (122) немесе (123) теңдеуге атом салмағы (А) мен оның валенттілігін, яғни алмасатын • электрон санын (п) енгізсек; M= немесе т = Е1t (124) мұндағы Е — бөлінетін заттың электрохимиялық эквиваленті. Егер электролит арқылы өтетін электр мөлшері Q. = 1t=\1kулон болса, онда электродта бөлінетін заттың массасы:i m==E немесеЕ = ' өйткені атомның химиялық эквиваленті (Э) атом салмағының валенттілікке қатынасына тең: Э= . Химиялық эквивалент пен электрохимиялық эквивалент өзара тығыз байланысты болады. Олардың Фарадей саны арқылы байланысатыны жоғарғы форму-ладан да көрінеді және ол мына өрнекпен сипатталады: Э = ЕF (125) Электролиз кезінде бөлінетін заттың мөлшерін алдын ала Фарадей заңын сипаттайтын теңдеу бойынша есептеп алуға бола-ды және оны теориялык, шығым дейді. Тәжірибе нәтижесінде алынған шығым теориялық шығымнан әр уақытта аз болады екен Мұның басты себебі электролиз кезінде жүретін негізгі электродтық процестермен қатар қосымша реакциялардың жүру- жүктеу/скачать 1,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|