|
Metallarning elektrokimyoviy kuchlanishlar qatori
Atomlarning elektron berish qobiliyati
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Li K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ortadi
|
Ionlarning electron biriktirish qobiliyati
|
+ + 2+ + 2+ 3+ 2+ 3+ 3+ 2+ 2+ 2+ 2+ + 2+ 2+ + 2+ 3+
Li K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
| |
Ortadi
|
Kislotalar bilan
|
Suyultirilgan kislotalardan
|
Suyultirilgan kislotalardan vodorodni siqib chiqaradi
|
|
|
o`zaro ta`siri
|
vodorodni siqib chiqaradi
|
Qizdirilganda
|
Kislotalar
|
|
|
konsentrlangan
|
bilan ta`sir-
|
|
|
nitrat va sulfat
|
lash maydi,
|
|
|
kislotalari bilan
|
“zar suvi” da
|
|
|
ta`sirlashadi.
|
eriydi.
|
|
Odatdagi temperaturada
|
|
|
Suv bilan
|
vodorod ajralib chiqadi
|
Qirdirilganda vodorod ajralib
|
Suvdan vodorodni
|
o`zaro ta`siri
|
va gidroksid hosil
|
chiqadi va oksidlar hosil
|
siqib chiqarmaydi
|
|
bo`ladi
|
bo`ladi
|
|
|
106
Metallarning elektrokimyoviy kuchlanishlar qatori
Metall
|
Elektrod reaksiyasi
|
E0, В
|
Li
|
Li Li + e
|
-3,05
|
К
|
K K+ + e
|
-2,92
|
Ва
|
Ba Ba2+ + 2e
|
-2,90
|
Sr
|
Sr Sr2+ + 2e
|
-2,89
|
Са
|
Ca Ca2+ + 2e
|
-2,87
|
Na
|
Na Na+ + e
|
-2,71
|
Mg
|
Mg Mg2+ + 2e
|
-2,36
|
Al
|
Al Al3+ + 3e
|
-1,66
|
Mn
|
Mn Mn2+ + 2e
|
-1,18
|
Zn
|
Zn Zn2+ + 2e
|
-0,76
|
Cr
|
Cr Сr3+ + 3e
|
-0,74
|
Fe
|
Fe Fe2+ + 2e
|
-0,44
|
Cd
|
Cd Cd2+ + 2e
|
-0,40
|
Co
|
Co Co2+ + 2e
|
-0,28
|
Ni
|
Ni Ni2+ + 2e
|
-0,25
|
Sn
|
Sn Sn2+ + 2e
|
-0,14
|
Pb
|
Pb Pb3+ + 2e
|
-0,13
|
Fe
|
Fe Fe3+ + 3e
|
-0,04
|
H
|
H2 2H+ + 2e
|
0.00
|
Cu
|
Cu Cu2+ + 2e
|
+ 0,34
|
Hg
|
2 Hg Hg22+ + 2e
|
+ 0,79
|
Ag
|
Ag Ag+ + e
|
+ 0,80
|
Hg
|
Hg Hg2+ +2e
|
+ 0,85
|
Pt
|
Pt Pt2+ + 2e
|
+ 1,20
|
Au
|
Au Au3+ + 3e
|
+ 1,50
|
Har bir metall elektrod potensialining kattaligi va qo`sh qavatning ishoralari ayni sistemani tashkil etuvchi metall tabiatiga bog`liq. Bundan tashqari, uning kattaligi temperaturaga, eritmadagi tuz konsentrasiyasiga va boshqa xususiyatlariga ham bog`liq. Shu sababli, turli sistemalarni taqqoslash imkoniyatiga ega bo`lish uchun standart sharoit (temperatura 25°C yoki, 298,15 K, bosim 101,325 kPa) da metall ionining aktivligi 1 ga teng (taxminan 1 molyar eritma) bo`lgan konsentrasiyasi qabul qilingan.
Shunday sharoitda metallning elektrod potensiali E° bilan boshqa sharoitlarni bog`lovchi tenglama Nernst formulasi orqali ifodalanadi.
E E0 ZRTF lnC yoki E E0 2,303 ZRTF lgC
Bu formulalarda R – universial gaz doimiysi (8,31 Joul, gradus-1∙mol-1), T – absolyut shkala bo`yicha temperatura, C – tuz eritmasining molyar konsentrasiyasi, F – Faradey soni (96485 kulon yoki amper sekund), Z – metallning har bir atomi beradigan yoki ionning qabul qiladigan elektronlar soni. Normal yoki standart holat uchun Nernst formulasi:
EE0 0,0592lgC shaklida yoziladi
Z
Agar C = 1 mol∙l-1 bo`lsa, E = E° bo`ldi. Demak shunday sharoitda hosil bo`lgan potensial metallning standart potensiali bo`ladi. Ularning qiymatlari II – jadvalda keltirilgan.
XIV.2. Galvanik elementlar.
Oksidlanish – qaytarilish reaksiyalarining kimyoviy energiyasini elektr energiyaga aylantiradigan elementlar Galvanik elementlar deyiladi. Birinchi Galvanik element 1800 yilda kashf etilgan va 1870 yilda takomillashtirilgan varianti A.Volt tomonidan yaratilgan. Uning Galvanik elementi mis va rux plastinkalaridan iborat bo`lib, ularning orasiga sirka kislota qo`yilgan edi. Keyinchalik mis va rux plastinkalarini ularning tuzlari eritmasiga tushirib, yangi Galvanik element zanjiri olindi. Bu element Daniel – Yakobi elementi deyiladi. Bunday elemenetlarning elektr yurituvchi kuchi (EYUK) musbat (oksidlovchi) sistemalarning potensiallari farqi bilan ifodalanadi.
EYUK = E1 – E2
Metallarning standart elektrod potensiallari (E°) ma`lum bo`lsa, har qanday Galvanik elementning EYUK ni hisoblash qiyin emas. Buning uchun elektrod potensiali katta bo`lgan metall potensialidan kichik potensialini ayrish kerak.
Masalan, o`zining 1 m eritmasiga tushurilgan temir va mis elektrodlaridan tuzilgan elementning EYUK quyidagicha hisoblanadi.
E°Fe2+/Fe = -0,44 v; E°Cu2+/Cu = 0,34 v ekanligi 27 – jadvaldan topamiz.
So`ngra EYUK ni hisoblaymiz.
EYUK = 0,34 – (-0,44) = 0,78 v
XIV.3. Metallarning normal elektrod potensiallari va metallarning kuchlanishlar qatori.
Galvanik elementlarning tuzilishini quyidagi sxemalar orqali ifodalash qabul qilingan.
Daniel – Yakobi elementi uchun:
Zn/ZnSO4/K2SO4/CuSO4/Cu, yoki
(-) Zn/Zn2+/Cu2+/Cu (2+) holda yoziladi.
Vodorod, xlor kumushli elektrodlardan tashkil topgan galavanik element uchun:
Pt (H2)/HCl/AgCl/Ag
Oksidlanish – qaytarilish sistemalaridan tashkil topgan galvanik elementlar uchun:
Masalan, FeCl3 ning SnCl2 bilan peaksiyaga kirishib FeCl2 va SnCl4 hosil bo`lishi bilan boradigan jarayon:
2 FeCl3 + SnCl2 = 2 FeCl2 + SnCl4
2 Fe+3 + Sn2+ = 2 Fe2+ + Sn4+
Bu reaksiyada Fe3+ - oksidlovchi Sn2+ esa qaytaruvchi. Agar ikkita Pt elektrodlar eritmalarga tushurilsa, ularda potensiallar farqi paydo bo`lishi kuzatiladi.
(Eritmalar o`zaro KCl eritmasi orqali tutashtirilgan). (+) Pt/Fe3+/Fe2+/KCl/Sn2+/Sn4+/Pt (-)
yoki (+) Pt Fe32 Sn42 Pt (-) tarzda
Fe Sn
Galvanik element sxemasini tuzish mumkin.
XIV.4. Elektroliz. Faradey qonunlari.
Qizdirib suyuqlantirilgan elektrolit, yoki uning suvdagi eritmasi orqali elektr toki o`tkazilganda sodir bo`ladigan oksidlanish – qaytarilish jarayoni elektroliz deb ataladi.
Ma`lumki. Har qanday elektrolit eritmasi kation va anionlardan tashkil topgan bo`ladi. Agar ana shunday eritmaga musbat va manfiy elektrodlar (anod va katod) tushurilsa, eritmadagi ionlar harakati ma`lum tartibga kiradi: anionlar anodga, kationlar katodga tomon harakat qiladi. Kationlar katodga borib, yndan elektron oladi, anionlar esa aksincha ortiqcha elektronlarni anodga beradi; katodda qaytarilish, anodda oksidlanish jarayoni sodir bo`ladi. Natijada, elektroliz mahsulotlari erkin holda ajralib chiqadi yoki o`zaro (yoki erituvchi bilan) kimyoviy reaksiyaga kirishadi. Ko`pincha, tuz, kislota va ishqorlar elektroliz qilinganda, o`sha moddalar tarkibiga kirgan elementlar ajralib chiqadi. Masalan, K2SO4, KNO3, KOH, H2SO4 kabi moddalarning eritmalari elektroliz qilinganda vodorod va kislorod ajralib chiqadi. Metallarning kuchlanishlar qatorida vodoroddan chapda turgan K, Na, Ca, Mg va Al metallarining birikmalari
elektroliz qilinganda katodda gaz holatidagi vodorod ajralib chiqadi;
2 H+ + 2 H H2
chunki bu metallarning standart elektrod potensiallari bilan vodorodning potensiali orasida katta farq bor. Vodorod ajralib chiqqan sari eritmadagi suvning yangi molakulalari dissosilanaveradi, buning natijasida katod yaqinida gidroksid ionlari to`planib, eritma ishqoriy reaksiyaga ega bo`ladi. Shu sababli osh tuzi eritmasi elrktroliz qilinganda katod yaqinida NaOH hosil bo`ladi.
Manfiy ionlar, shu jumladan, gidroksid ionlari ham, anodga tomon harakat qiladi. Agar manfiy ion tarkibida kislorod bo`lsa (masalan, NO-3, SO2-4, CO2-3 va hakazo), elektroliz vaqtida anodda kislorod ajralib chiqadi. Buning sababi gidroksid ionlarining zaryadsizlanishidir:
Do'stlaringiz bilan baham: |
