11-mavzu. Elektrokimyo. Elektr o‘tkazuvchanlik.
Elektrolit eritmalarining elektr otkazuvchanligi va
otkazgich turlari. Nanootkazgichlar haqida malumot. Ion kuchi. Ion
tashish soni va ionlarning
harakatchanligi. Kolraush va Ostvaldni suyultirish qonuni. Elektr otkazuvchanlikning amaliy
ahamiyati. Konduktometriya.
Mavzu rejasi
1. Elеktr o`tkazuvchanlik. O`tkazgichlar.
2.Solishtirma elеktr o`tkazuvchanlik.
3. Ekvivalеnt elеktr o`tkazuvchanlik.
4. Kolraush qonuni.
5. Konduktomеtriya.
Bugun biz fizik kimyoning muxim bo’limlaridan biri elektrokimyoni boshlaymiz. Elektrokimyo
quyidagi uchta qismdan tashkil topgan. Elektr o’tkazuvchanlik, elektr yurituvchi kuch va
elektrodializ. Bugungi lektsiyada biz asosan elektr o’tkazuvchanlik xaqida gap yuritamiz. Elektr
o’tkazuvchanlik elektr tokini o’tkazish qobiliyatidir.
Elektr tokini o’tkazuvchilar ikki turga bo’linadi. 1 va 2 turdagi o’tkazgichlar.
1 turdagi o’tkazgichlarga metallar va ularning qotishmalari, grafit, ba’zi qiyin eruvchi
oksidlar
va
boshqa materiallar kirib
, ular elektr tokini elektronlarning tartibli harakati tufayli
o’tkazadilar. Bu vaqtda elektrodlarga modda o’tishi sodir bo’lmaydi.
II turdagi o’tkazgichlarga kislotalar,
ishqorlar
, tuzlar eritmasi,
turli
suyuqliklar
, ba’zi qattiq
tuzlarning suyultirilgan (erigan) holati va kristall holatdagi elektr o’tkazuvchanlik misol bo’lib
(masalan NaCl, KCl va boshqalar), ulardagi elektr o’tkazuvchanlik ionlarning tartibli harakati
tufayli sodir bo’ladi (elektr maydonida). Bu turdagi elektr o’tkazgichlarda elektrodlarda modda
almashinuvi sodir bo’ladi. Ionlarning harakatchanligi qancha katta bo’lsa, elektr o’tkazuvchanlik
xam shuncha katta bo’ladi.
Elektr o’tkazuvchanlik - elektr tokiga bo’lgan qarshilikka teskari qiymatdir. SHuning uchun
elektr o’tkazuvchanlikni o’lchash lozim bo’lsa, elektr tokiga bo’lgan qarshilik o’lchanadi.
Qarshilikni R xarfi bilan
ifodalasak, u formula bilan ifodalanadi. YA’ni o’tkazgichning qarshiligi
uning uzunligi (l) ga to’g’ri, ko’ndalang kesimi (S)
ga teskari proportsionaldir
;
- esa
solishtirma qarshilik.
Elektr o’tkazuvchanlik grekcha (kappa)
harfi bilan belgilanadi. SHunday qilib,
Qarshilikni Om
, (
) bilan, elektr o’tkazuvchanlikni Om
-1
(
-1
) bilan belgilanadi. solishtirma
elektr o’tkazuvchanlik deb ataladi.
SHunday qilib, solishtirma elektr o’tkazuvchanlik - bu uzunligi 1sm, ko’ndalang kesimi
yuzasi
1sm
2
bo’lgan moddaning elektr o’tkazuvchanligidir.
Demak, suyuqlikni elektr o’tkazuvchanligini aniqlash lozim bo’lsa, unga albatta elektrod
tushiriladi. Suyuqlikni solishtirma elektr o’tkazuvchanligi aniqlanayotgan bo’lsa, tushirilayotgan
elektrodlarning sath yuzasi 1sm
2
va ular orasidagi masofa 1sm bo’lishi kerak. Amalda bunday
sharoitni vujudga keltirish ancha qiyin, shuning uchun odatda
kuzatilayotgan elektr
o’tkazuvchanlik o’lchanadi. So’ngra hisoblash yordamida solishtirma elektr o’tkazuvchanlik
topiladi.
Eritmalarning elektr o’tkazuvchanligini aniqlash turli shakldagi idishlarda olib boriladi. Elektr
tokini yomon o’tkazadigan eritmalar uchun elektrodlar sathi katta bo’lib, ular bir-biri yaqin
joylashtirilishi kerak. YAxshi o’tkazgichlar
uchun esa
, aksincha,
elektrodlar sathi kichik va
elektrodlar orasi uzoq bo’lgan idishlar qo’llangani ma’qul.
SHunday qilib, yuqorida aytilgan solishtirma elektr o’tkazuvchanligini o’lchash uchun idish
tayyorlash qiyin. Bunday hollarda xar bir
idish uchun uning doimiyligi
, ya’ni idish doimiyligi
yoki sig’imi aniqlab olinadi.
Idishning doimiyligi (sig’imi) quyidagi usulda aniqlanadi: solishtirma elektr o’tkazuvchanligi
ma’lum bo’lgan (ko’pincha KCl, KNO
3
) eritmasi idishga quyiladi. (ularning
0
qiymati jadvalda
berilgan bo’ladi).
bo’lgani uchun, dastlab shu eritmaning elektr o’tkazuvchanligi aniqlanadi
va idish doimiyligi
hisoblab topiladi. So’ngra idishdan eritmani to’kib, o’rniga tekshiriluvchi eritma quyiladi va
uning elektr o’tkazuvchanligi topiladi, hamda eritmaning solishtirma elektr o’tkazuvchanligt
formula
orqali hisoblab chiqiladi
Solishtirma elektr o’tkazuvchanlik qiymati elektrolit
yoki suyuqlik tabiatiga, eritma
kontsentratsiyasiga va haroratga bog’liq.
Ionlarning harakat tezligi va oz bo’lsada dissotsialanish darajasi haroratga bog’liq bo’ladi. Elektr
o’tkazuvchanlikni aniqlashda haroratni doimiyligiga katta e’tibor berish lozim. Haroratni ortishi
bilan
0
ortadi, chunki bunda ionlar harakatchanligi ortadi. O’lchanadigan xonada haroratning
o’zgarishi katta xatolikka olib keladi. SHuning uchun elektr o’tkazuvchanlik termostatda
aniqlanishi kerak. Quyidagi jadvalda ba’zi toza suyuqliklarning 18
0
S
dagi solishtirma elektr
o’tkazuvchanligi berilgan:
0
ning suyuqlik tabiatiga bog’liqligi
Suyuqlik
HCN
(suyuq)
H
2
O
NH
3
(suyuq)
SO
2
(suyuq)
HCl (suyuq)
atseton
Bosim
ostida suyultirilgan
0
Om
-1
cm
-1
1,1 x 10
-7
4,0 x 10
-6
4,0 x 10
-10
1,8 x 10
-11
2,0 x 10
-7
1,2 x 10
-10
