Электролиз. Фарадей заңдары

174
тотықсыздану ҥдерістері бәсекелеседі: аниондар мен гидроксидиондардың 
тотығуы, ал катодта – катиондар мен сутегі иондарының тотықсыздануы 
жҥзеге асады.
Электролизге белсенді (шығындалатын) электродарды пайдаланса,
электродтардағы бәсекелес реакциялар: анодта – аниондар мен 
гидроксидиондардың 
тотығуы, 
металдың 
анодты 
еруі 
(анод 
материалының); катодта – тҧз катионы мен сутегі иондарының 
тотықсыздануы, анодты еруі барысында алынған металл катиондарының 
тотығуы. 
Мысалға мыс 
хлоридінің судағы ерітіндісінің электролизін 
қарастырайық. 
Инертті электродтарға электр тогының әсерімен жҥргізілетін 
электролизде Си және Cl
-
иондары сәйкес электродтарға бағытталады. 
Катодта метал мыс, ал анодта газтектес хлор шығарылады. 
(-) Катод 
← Си
2+
+ 2С1
-
→ Анод (+) 
Си
2+
+ 2е = Си
0
2Cl
-
- 2e=Cl
2
Егер анод ретінде мыс пластинканы пайдаланса, CuCl
2
ерітіндісінің 
электролизі кезінде катодта Си
2+
+ 2е = Си металл мысы, ал анодта мыстың 
тотығуы, яғни анодтың еруі: Си - 2е = Си
2+
жҥзеге асады. 
Осылайша, ерігіш анодтар қолданылған тҧздардың электролизі анод 
материалының тотығуына (еруіне) әкеледі және металдың анодтан катодқа 
ауысуымен жҥреді. Бҧл қасиетті металды тазалауға – электролиттік 
тазартуға пайдаланады.
Бҧл ҥдерісті мысты тазарту ҥшін кеңінен пайдаланады. Тазартылмаған 
мыстың қҧрамындағы қоспалар ерітіндіге кӛшеді және кӛбінесе шлам 
тҥрінде тҧнады.
Катодта бӛлінетін мыс ӛте таза (99,9 %) болады және тазартылған 
немесе электролиттік мыс деген атаумен шығарылады.
Сумен әрекеттесетін жоғарыбелсенді металдарды алу ҥшін (алюминий, 
калий, натрий т.б.), тҧздар мен оксидтердің балқымаларының электролизін 
пайдаланады. Белсенді метал тҧзының судағы ертіндісі мен отекті 
қышқылдың (мысалы KNO
3
) электролизінде не метал катиондары, не 
қышқыл қалдықтарының иондары сиремейді. 
Катодтан сутегі бӛлінеді, ал анодтан – оттегі, яғни электролиз 
нәтижесінде судың қҧрамы электролиттік ыдырауға ҧшырайды.
Электродтардағы заттардың қҧбылу ҥдерісі Фарадей заңдарына 
бағынады.
Фарадейдің бірінші заңы бойынша кез келген электрод ҥдерісі ҥшін 
токты ҥздіксіз ӛткізіп отырғанда электродта бӛлінетін заттың мӛлшері 
токтың кҥшіне және электролиз уақытына (электролиттен ӛткен электр 
қуатына) пропорционал.
Электролиз механизмдері жӛніндегі қазіргі тҥсініктер бойынша бҧл заң 
қалыпты. Шын мәнінде, егер әрбір ион аталған ҥдерісте электрондардың 
белгілі бір мӛлшерін бӛліп шығарса не, қабылдаса, онда электрондардың 

175
жалпы саны, сәйкесінше, ӛткізілген электр қуатының жалпы мӛлшері 
реакцияға тҥскен иондардың, яғни реакцияға тҥскен заттың мӛлшеріне 
пропорционал болады. 
 Фарадейдің екінші заңы әртҥрлі электролиттен бірдей мӛлшердегі 
электр қуаты ӛткенде электродтарда пайда болған реакция ӛнімдерінің 
массасы олардың химиялық эквиваленттеріне тең.
Фарадейдің математикалық заңдарын бір теңдеу тҥрінде былай жазуға 
болады:
мҧндағы m — электролизде пайда болған заттың массасы, г; Э — 
заттың эквивалентті массасы, г-экв; М — заттың молярлы массасы, г/моль; 
n— берілетін (немесе қабылданатын) электрондар саны; I — ток кҥші, A; 
t— ҥдерістің ҧзақтығы, с; F= 96 485 Кл/моль — Фарадей тҧрақтысы — бір 
моль затты бӛліп шығару ҥшін қажетті электр қуаты. 
Егер Фарадей тҧрақтысын Кл/моль (т.е. в (A• с)/моль) мен емес, (A• 
ч)/мольмен берсе, онда ол 26,8 (A• ч)/мольды қҧрайды. Демек, бір моль 
затты бӛліп шығару ҥшін кҥші 1 Aв токты 26, 8 сағат бойы, ал кҥші 4 Aв 
токты 6,7 сағат бойы ӛткізу қажет.
Егер электролит иондары электролиттен ӛткен электр қуатының 
барлық мӛлшерін тасымалдайтын болса Фарадейдің екі заңы да абсолютті 
дәл. 
Кейде бҧл заңдардан ауытқу жағдайлары ескерілмеген жанама 
электрохимиялық реакцияларға (мысалы, металдардың электрошӛгуі 
кезіндегі газтектес сутегінің бӛлінуі) байланысты болуы мҥмкін.
Тәжірибеде электролиздегі жанама реакциялардың әсерінен ток 
шығыны, әдетте, Фарадей заңдары бойынша есептелген мӛлшерден асып 
кетуі мҥмкін.
Нақты алынған зат мӛлшерінің, ток шығыны бойынша есептегенде 
алынуға тиіс мӛлшерін ток бойынша шығым деп атайды және оны 
пайызбен (%) кӛрсетеді.

жүктеу/скачать 9,08 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: