Elektrokimyoviy analiz usullari faniga kirish

Elektrokimyoviy zanjir

Elektrokimyoviy jaryonlarning barchasi elektrokimyoviy yacheykalarda sodir bo‘ladi. Bunday yacheykalardan biri ichki kuchlanishga ega bo‘lgan bo‘g‘in galvanik elementdir. Galvanik element tarkibiga kiruvchi kimyoviy moddalar orasida sodir bo‘ladigan reaksiyalar natijasida elektr toki paydo bo‘ladi (15.1-rasm).

15.1-rasm. Galvanik element.

1-rux elektrodi; 2-rux tuzi eritmasi, 3–tuz ko‘prigi; 4-galvanometr; 5-mis elektrodi; 6–mis tuzi eritmasi.

ZnSO4 va CuSO4 eritmalariga tushirilgan Zn va Cu elektrodlari galvanik elementning elektrodlari hisoblanadi. Unda quyidagi oksidlanish qaytarilish reaksiyalari sodir bo‘ladi:

Zn0 – 2e- → Zn2+ Cu2+ + 2e- → Cu0 Zn+CuSO4 → Cu0+ ZnSO4

oksidlanish jarayoni│anod (-)

qaytarilish jarayoni │katod (+)

Galvanik elementlarni elektrokimyoviy sxemalar bilan tasvirlash qabul qilingan:

(-)Zn│ZnSO4 ║CuSO4│Cu(+) yoki (-)Zn│Zn²⁺║Cu²⁺│Cu(+) Potensiallar ayirmasi turli konsentratsiyali bir xil moddaning o‘zaro

yarim o‘tkazgich to‘siq bilan tutashtirilgan eritmalari orasida ham paydo bo‘ladi. Masalan, shisha filtr (g‘ovak to‘siq) bilan ajratilgan yacheykaning birinchi qismiga 0,1 M va keyingi qismiga 0,01 M HCl eritmalari solingan holda, konsentratsiyasi katta bo‘lgan eritmadan past konsentratsiyali qismga H⁺ va Cl^- ionlari diffuziyalanib o‘ta boshlaydi. H⁺ ionining harakatchanligi (λ0=349,8) Cl ^- ioninikiga (λ0=76,3) nisbatan katta bo‘lganligi uchun 0,01 M eritma bo‘lgan qismga ko‘proq H⁺ o‘tganligi uchun bu eritma musbat, 0,1 M eritmada Cl^- ioni ko‘proq bo‘lganligi sababli manfiy zaryadlanadi. Elektrostatik kuch ta’siri natijasida H⁺ ning diffuziyasi sekinlashib, Cl^- niki tezlashadi va muvozanat (turg‘un) holat qaror topadi. Bu holatda eritmalar orasida doimiy potensiallar farqi kuzatiladi. Bunday turdagi galvanik element konsentratsion element deb, ro‘y bergan hodisa esa konsentratsion qutblanish (polyarizatsiya) deyiladi (15.2-rasm). Konsentratsion qutblanish elektrod sirtida qaytarilish (oksidlanish) reaksiyasi tezligining beqiyos katta bo‘lishi natijasida elektrod yaqinidagi qaytariladigan

(oksidlanadigan) moddalar konsentratsiyasining eritmadagi konsentratsiyasiga nisbatan farq qilishi natijasida ham yuzaga keladi.

15.2-rasm. Konsentratsion element

Shunday qilib, avtomobil qo'rg'oshin-kislotali akkumulyator dvigatelni ishga tushirishda (u zaryadsizlanganda) galvanik element, avtomobil generatori yoki zaryadlovchidan zaryad olganda esa elektrolizyor vazifasini bajaradi. Ko'p elektrokimyoviy yacheykalar, sharoitga qarab, bu holatlarning har birida ishlashi mumkin.

15.3—rasm. Galvanik element (a) va elektrolitik yacheykalar (b) ish prinsiplarini ko’rsatuvchi taqqoslash tizimi.

Hozirgi vaqtda elektrokimyoviy yacheykalar uchun quyidagi belgilashlar konventsiyalar tomonidan qabul qilingan (15.4 -rasm):