6.1. Э л е к т р о д потенциали
Мувозанат ҳолатдаги потенциал. Бирор бир метал электродини унинг ионлари бўлган эритмага туширилганда, эритманинг қаттиқ ва суюқ фазалари ўртасида маълум бир пайтда ўзаро таъсирлашуви мувозанат ҳолати вужудга келади. Буни
Ме- эритма чегарасида содир бўладиган электрод потенциали «мувозанат потенциали» деб юритилади.
Ҳар қандай электроднинг мувозанатдаги потенциалини эритмадаги Ме ионлари конценрациясига боғлиқлигини Нернст тенгламаси:
Ех қ Е0Қ яхши ифодалайди. Бундай Ех – Ме электроднинг унинг ионлари бўлган эритмалари мувозанат потенциали, Е- Ме ионлари конценрацияси 1 га тенг бўлган (нормал) ҳолатдаги электрод потенциали: Сме металл ионлари конценрацияси; R – универсал газ доимийлиги, унинг қиймати8,313 Дж.; Т- абсолют температура; F- Фарадей сони (96500), n реакцияда қатнашувчи электродлар сони
Шуни ҳам таъкидлаш жоизки, потенциометрик титрлаш усули қўллашида, ионлар конценртацияси одатда Нернст тенгламасининг айнан шу кўриниши билан ҳисоблаб топилмайди.Кўпинча, потенциометрик титрлашда ионлар конценрациясининг ўзгариши аниқланади. Аксарият ҳолатларда ионлар конценрацияси ва уларнинг активлик даражаси бир хил бўлишлиги, аниқроғи, потенциометрик титрлаш вақтида бир хил ўзгаришини ҳам кўрсатиб ўтиш зарур.
Суюлтирилган эритмаларда ионларнинг активлик коэффициенти 1 га яқин. Ана шундай шароитда Нертнест тенгламасидан фойдаланилади. Мисол учун, оксидланиш-қайтарилиш потенциалини кўриб чиқайлик.
Маълумки, оксидланиш-қайтарилиш системаларида ҳам ўзига хос электрод потенциали бўлади. Бунда платинали электродлар қўлланилади.
Оксидланиш –қайтарилиш потенциали эритманинг табиати ва концентрациясига боғлиқ бўлиб, қўйидаги тенглама билан аниқланади.
ЕхқЕ0 +
Нормал потенциал
Ҳеч қачон тўғридан-тўғри потенциал қиймати ўлчанмайди. Кўпинча, солиштирилган ҳолатда, яъни муаян электрод потенциали маълум электрод потенциалига солиштириб топилади.
2 та электрод , ўзига хос тегишли эритмаларга туширилса,ўзига мос потенциалларга эга бўлади, улар ўзаро бирлаштирилганда, гальваник элемент бўлиб , унинг кучланиши мазкур электродлар потенциалларининг алгебраик фарқига тенг бўлади.
Галваник элемент кучланиши унинг электр юритиш кучи (ЭЮК) деб аталиб ЭЮК қ ЕА – Ек орқали топилади. бунда ЕА- анод, Ек катод потенциаллари. Галваник элемент ЭЮК ўлчаганда, ундаги иккала электрод потенциаллари қиймати номаълумлигича қолади. Шу са сабабли, шартли равишда, эталон (потенциали маълум бўдган) электроддан фойдаланилади. Унинг потенциалига солиштирилган ҳолда, номаълум электрод потенциали қиймати топилади. Ана шундай эталон электродлардан бири нормал водород электроди ҳисобланади.
Водород электроди потенциали 1 га тенг бўлиб, тажриба ҳар қандай электрод билан аниқланган умумий потенциал- ЭЮК қийматига мазкур қиймат қўшилади. Агар галваник элемент бўлса, унинг ЭЮК (тажриба ўлчанган) қийматига водород электроди потенциали қўшиб, ҳисоб-китоблар қилинади.
Агар 1 г.экв фаол ионли туз эритмасига тегишли электрод тушириб, нормал, водород электродига солиштирилган ҳолатда электрод потенциал аиқланса электрод потенциали деб аталади ва Е0 билан белгиланади.
Нормал водород электроди одатда Pt пластинкадан иборат бўлиб, усти нормал водород атмосфераси босими остида тўйинтирилган ҳолда, дисперсланган Pt заррачалари билан қопланган бўлади. пластинка 1 г.экв активликдаги водород ион (Н+)лари бўлган эритмага туширилади. Платина ппластинкасига шимилган, яъни адсорбцияланган Н2 эритмадаги Н+ ларга нисбатан, худди Ме электродининг эритмадаги ўз ионларига бўлганидек, муносабатда бўлади. бунда кузатиладиган мувозанат Н2 2Н+ + 2 е- тенгламасидек ифодаланади.
Шуни ҳам таъкидлаш зарурки, агар электрод активлик қаторида Н2 гача (ундан олдин) турган Ме лардан тайёрланган бўлса, заряди мусбат (+), водороддан кейингилари (-) манфий бўлади. шундай қилиб нормал водород элетродини қуйидагича ифодалаш мумкин:
Н2газ+ Pt→ Pt\Н2agc Pt\Н2газ= Pt++ 2e+Н+
Реал потенциаллар
Айрим ҳолларда нормал потенциаллар қиймати реал шароитдаги бир қатор системаларга солиштириши мумкин бўлмайди. Эритмаларда оксидланиш-қайтарилиш реакциясида иштирок этадиган ионлар билан бир қаторда, оксидланиш-қайтарлиш мутлақо қатнащмайдиган ионлар ҳам бўлиши мумкин, лекин улароксидланиш-қайтарилиш потенциалига ўз таъсирини кўрсатишади. Кўпинча, бундай ионлар комплекслар ҳосил қилишга қодир бўлиб, оксидланган ёки қайтарилган моддалар билан ўзаро таъсирлашади ҳам.
Нафақат оксидланиш-қайтарилиш системалари, балки реакция борадиган муҳиь билан боғлиқ бўлган потенциаллари реал оксидланиш-қайтарилиш потенциаллари деб юритилади. Кўп ҳолларда реал потенциал қийматлари фақат тажриба йўли билан аниқланади, мисол сифатида қуйидагилар кўрсатиш мумкин:
Нормал потенциал қийматлари
|
Муҳит
|
Реал потенциал қийматлари
|
Fe3+\ Fe2+
|
+0,77
|
H2SO4
|
+0,714
|
Mo6+\ Mo5+
|
+0,53
|
H2SO4
|
+0,564
|
Реал потенциал оксидланиш-қайтарилиш жараёни йўналишини белгилаш ва потенциометрик титрлаш ўтказищ учун зарур ҳисобланади.
Do'stlaringiz bilan baham: |