Elektrokimyoviy jarayonlar. Elektrod jarayonlarni termodinamikasi

Mavzu: Elektrokimyoviy jarayonlar. Elektrod jarayonlarni termodinamikasi.
Elektr toki ta’sirida yoki o’zi elektr toki hosil qilib boradigan kimyoviy jarayonlar elektrokimyoviy jarayonlar deyiladi. Bunday jarayonlarni kimyoning elektrokimyo bo’limida o’rganiladi. Elektrokimyo kimyoviy va elektr energiyalarining bir- biriga aylanish qonuniyatlarini o’rganadi.
Agar oddiy kimyoviy reaksiya paytida elektronlar bir zarrachadan ikkinchisiga ko’chib o’tishi ular to’qnashgan paytda sodir bo’lsa, elektrokimyoviy jarayon paytida elektronlar ma’lum bir yo’nalish orqali, ya’ni biror – bir elektr o’tkazgich yordamida biridan ikkinchisiga o’tadi. Bu xil reaksiyalar odatda o’zidan tok o’tkazadigan, biror – bir qattiq yuza (elekrtodda)da borib, ko’pchilik holatlarda reaksiya tezligi va uning borish va bormasligi ana shu elektrod xossasiga ham bog’liq bo’ladi. Elektrokimyoning vujudga kelishi natijasida endilikda ko’pgina kimyoviy jarayonlarni elektr energiyasi yordamida amalga oshirish imkoniyati paydo bo’ldi.
Shunday qilib XX asr boshlariga kelib, elektrokimyo sanoati vujudga keldi, u sanoat ishlab chiqarishning juda ko’p tarmoqlarini o’z ichiga oldi. Jumladan, elektrometallurgiyada elektr toki ishtirokida deyarli barcha rangli metallar elektroliz orqali ma’danlardan ajratib olina boshlandi. Mis, nikel, alyuminiy, kumush, oltin kabi ko’pgina metallar elektrokimyoviy yo’l bilan olinadi va tozalanadi. Galvanotexnika usuli bilan ko’pgina metall buyumlarning yuzasi, xrom, mis, latun, nikel, kumush, oltin kabi metallar bilan qoplana boshlandi.
Elektrokimyoviy reaksiyalarda kimyoviy energiya elektr energiyasiga va aksincha elektr energiyasi kimyoviy energiyaga aylanadi (elektr va kimyoviy) hodisalarning bir-biriga bog'liqlig'i haqidagi tasawurlar XVIII asr oxirlari va XIX asr boshlarida paydo bo'ldi. Elektr haqidagi ta'limotning asoschilari Italiya fizigi Volta (1793 — 1801), shved olimlari Berselius (1802), Arrennius (1887), Angliya olimlari Devi (1807), Faradey (1833) va boshqalar hisoblanadi. Elektrokimyoviy ishlab chiqarish jarayoni elektroliz hodisalariga asoslangan. Eritma va suyuqlanmalami elektrolizi sanoatning ko'pgina tarmoqlarida, texnika va turmushda keng qo'llaniladi. Suvli eritmalami elektroliz qilish yo'li bilan ko'pgina anorganik mahsulotlar: xlor, brom, yod, vodorod, kislorod, natriy va kaliy gidroksidlari, gipoxloritlar, xloratlar, permanganat, persulfit, vodorod peroksid va boshqalar olinadi. Elektrokimyoviy jarayonlar ba'zi organik moddalarni ishlab chiqarishda ham qo'llanildi. Masalan, spirtlardan, anodli oksidlash yo'li bilan aldegid va ketonlar olinadi, funksional guruhlarning elektrkimyoviy qaytarish yo'li bilan nitrobenzoldan benzidin olinadi. Suvli eritmalami elektroliz qilib ko'pgina rangli metallar: mis, vismut, sur'ma, qalay, qo'rg'oshin, nikel, kobalt, kadmiy, rux olinadi va tozalanadi. Suyuqlanmalami elektroliz qilib, ko'pgina yengil, oson suyuqlanadigan va nodir metallar qotishmalari olinadi, metallar tozalanadi. Aluminiy, natriy, kaliy, litiy, magniy kabi metallar faqatgina elektrkimyoviy usulda olinadi.
Avtomobil sanoatida, mashinasozlik va boshqa qator sohalarda metallar sirtini elektrkimyoviy qoplash usulidan keng foydaniladi. Galvanoplastika orqali buyumlarning aniq metall nusxalari olinadi. Nashriyotlarda klishelar matritsasi, bosma radiotexnik sxemalartayyorlanadi. Po'latni elektrkimyoviy silliqlash, aluminiy va magniyni ohorlash ishlari ham elektroliz yordamida bajariladi. Nikellash, xromlash, oltin, kumush bilan buyumlar sirtini qoplash kabi bir qator muhim ishlar amalga oshiriladi. Bular metallaming korroziyasiga chidamliligini oshiradi, qattiqligi va yemirilishga chidamliligini oshiradi, ko'rinishini chiroyli qiladi. Turli akkumlatorlar ishlab chiqarish ham kimyoviy energiyani elektr energiyasiga aylantirishga asoslangan. Elektrokimyoning tez sur'atlarda o'sib, taraqqiy etib borishi va undan sanoatning turli tarmoqlarida foydalanishning kengayib borishi boshqa usuldan, masalan, sof kimyoviy usuldan ancha afzalligi bilan izohlanadi. Elektrolizni qo'llash ishlab chiqarish jarayonlarida turli uskuna va jihozlar sonini qisqartirish imkonini beradi. Bunda arzon xomashyodan to'liq foydalanish, juda toza, sifatli mahsulot olish imkoniyati tug'iladi. Elektrkimyoviy usulning asosiy kamchiligi, elektrtokni ko'p sarflashidadir. Shuning uchun ham bu sohada elektr energiyasini tejashga e'tibor qaratilmog'i lozim.