Foydalaniladigan adabiyotlar: 1. X.Rustamov. Fizik kimyo. T., "O’zbekiston", 2000 y., 275-27S 289-292, 299-303 betlar.
2. Fizik kimyo kursidan amaliy mashg’ulotlar. Institut talabalariga o’quv qo’llanma / (B.N.Afanasev va boshq. Tarjimonlar: X.I.Akbarov, R.S. Tillaev). - 4-ruscha nashr. Tarjima. - T.: 1999 y., 203-208 betlar.
6 - LABORATORIYA ISHI
GALVANIK ELEMENTNING ELEKTR YURUTUVCHI KUCH (EYUK) INI ANIQLASH.
6.1. GALVANIK ELEMENTNING EYUK INI VA ALOXIDA ELEKTROD POTENTSIALLARINI ANIQLASH.
Ishdan maqsad: Galvanik elementning EYuK ini aniqlash asosida aloxida elektrod potentsiallarini xisoblash va eritma pH ini xisoblab topishni o’rganish.
Kimyoviy reaksiya natijasida elektr energiyasi xosil qiladigan qurilma galvanik element deb ataladi: bunday asbobda kimyoviy energiya elektr energiyasiga aylanadi. Galvanik elementda o’ziga xos EYuK paydo bo’ladi. EYuK elektrolitga tushirilgan metallar tabiatiga, elektrolit kontsentratsiyasiga va temperaturaga bog’liq. EYuK metall bilan elektrolit chegarasida xosil bo’ladigan potentsiallar farqiga tengdir: ∆E = E1 – E2.
Ish bajarish tartibi: elementlarning EYuKni kompensatsion moslama yordamida o’lchash mumkin. Moslama izgarmas elektr toki manbai bo’lishi uchun 1,8-2,0 V kuchlanishli akkumulyatordan va H simon shisha idishdan iborat normal Veston elementidan tashkil topgan. Veston elementi doimiy EYuK ga ega (25°C da ∆E =1,1 V), faqat tashqi temperatura o’zgarganda bir muncha o’zgarishi mumkin. Bu ishda:
birinchidan, Yakobi-Daniel elementiniig EYuK ni aniqlash mumkin:
ikkinchidan, aloxida elektrodlarning potentsiallarini aniqlab, olingan natijalarni Nernst tenglamasi buyicha nazariy xisoblangan qiymatlar bilan solishtirish mumkin;
uchinchidan, galvanik elementning (Yakobi-Daniel) EYuK ni temperaturali koeffitsentini aniqlab, termodinamik kattaliklarni xisoblash mumkin.
Yakobi-Daniel elementlarining EYuK ni aniqlash uchun quyidagi zanjir tuziladi (8-rasm):
8-rasm.
ikki stakanlarning biriga rux sul`fat, ikkinchisiga mis sul`fat
eritmalari quyilib, ularga tegishli rux va mis elektrodlari rasmda
ko’rsatilganidek tushiriladi. Xar ikkala stakan tuz ko’prikchasi yordamida tutashtirilali. Tuzilgan element potentsiometrga ulanib, uy temperaturasida va eritmalarning turli kontsentratsiyalarida EYuK o’lchanadi.
Galvanik elementlar (elektrokimyoviy zanjir), bizni misolda Yakobi-Daniel elementi quyidagicha yoziladi:
(-) Zn/ [ZnSO4]//KCl//[CuSO4]/Cu (+) C1 C2 EYuK potentsiallar ayirmasiga teng ∆E = E1– E2 C1 va C2 lar eritmalarining normal kontsentratsiyalari, ularning qiymatini o’qituvchi beradi. Olingan natijalar xisoblanganlar bilan taqqoslanadi.
R-307 potentsiometr yordamida EYuK o’lchanadi.
Aloxida elektrodlarning potentsialini aniqlash.
Elektrod potentsialining qiymatiga elektrodning tabiatini ta`siri. Aniqlangan va xisoblangan potentsiallarning qiymatlarini o’zaro taqqoslash.
Yarim elementlardan (1-qismda qo’llaniladigan elektrodlardan) ikkita zanjir tuziladi. Ulardan biri normal elektrodlar, ya`ni kolomel elektrod; ularning EYuK o’lchanadi.
1) <->Zn/[ZnSO4]//KC1//[Hg2C12]/Hg<+> Bunday elementning EYuK kalomel va rux elektrodlari potentsiallarning ayirmasidan aniqlanadi. Aloxida potentsiallarni xisoblash quyidaga formulalar yordamida amalga oshiriladi:
∆E = Pkal - Pzn Pzn = Pkal - ∆E
2)<->Hg/[Hg2Cl2]//KCl//[CuSO4]//Cu <+> ∆E = PSu -PkalPCu = ∆E = Pkal Galvanik elementning EYuK ni temperaturali koeffitsientini va termodinamik kattaliklarni o’lchash.
Galvanik elementning EYuK xar xil temperaturalarda o’lchab turib, reaksiyaning termodinamik potentsialini, entropiya va entalpiyasini aniqlash mumkin. Elementlarda sodir bo’layotgan reaksiyalarning termodinamik funktsiyalarini aniqlash uchun qo’l ostidagi elementlardan galvanik element tuziladi:
<->Zn/[ZnSO4] //KC1// [CuSO4]/Cu <+> Yarim elementlarni maxsus ushatkichlar yordamida temperaturasi 0,1°C aniqligida sozlanadngan termostatda kerakli temperaturadao’rnatiladi. Element termostatining temperaturasini qabul qilishi uchun termostatda 10-15 minut ushlanib turiladi. So’ng element tuzli ko’prik bilan birlashtirilib, R-307 potentsiometr yordamida potentsion usulda uning EYuK o’lchanadi.
Elementning EYuK bir xil temperaturada xar 5-6 minut oralatib bir necha marta o’lchanadi. qachonki uchta ketma-ket o’lchovlar bir xil natija bersa, o’lchash tugatilib, boshqa temperaturadagi o’lchashga o’tiladi. O’qituvchi aytgan ikkita temperaturada o’lchashlar bajariladi.
Ishning xisobogi: olingan natijalar asosida EYuK va uning temperaturali koeffitsienti hisoblanadi.
Temperatura koeffitsenti manfiy yoki musbat bo’lishi mumkin.
Agar ning qiymati musbat bo’lsa, elementning EYuK temperatura ko’tarilishi bilan oshadi, TD5>O va element issiqlik yutilishi bilan ishlaydi. Galvanik elementda sodir bo’ladigan reaksiya endotermikdir.
-manfiy qiymatlarga ega bo’lganda, elementning EYuK temperatura ko’tarilishi bilan kamayadi va ish sistemaning ichki ener-giyasi kamayishi shisobiga borib, issiqlik chiqadi. Demak reaksiya ekzo-termik.
Agar = 0 bo’lsa elementning EYuK temperaturaga bog’liq emas.
Bunda elementning ishi faqatgina sistemaning ichki energiyasining kamayishi xisobiga borib, issiqlik chiqmaydi va yutilmaydi.
EYuK ning temperaturaga bog’liqligidan energiyaning o’zgarishini shisoblab topish mumkin:
∆S = nF (∆E / ∆T) ; ∆H = - nFE (∆E / ∆T);
∆G = - nFE ; ∆H= ∆G + T ∆S
Shunday qilib, turli temperaturalarda galvanik elementning EYuK ni ulchab turib, reaksiyaning termodinamik potentsiali, entropiya va ental`piyaning uzgarishini aio’qlash mumkin. Shuningdek reaksiya issiqlik effekti xisoblanadi.
Joriy nazorat savollari: Galvanik elementlar termodinamikasi. Galvanik elementlar
uchun Gibbs-Gel`mgol`s tenglamasi.
Galvanik elementlar uchun Vant-Goffning izoterma tenglamasi.
Standart EYuK va normal potentsial nima?
Elektrod potentsiallarning yuzaga kelishi. Elektrod potentsiali uchun Nernst tenglamasi.
