Suvli eritmalar va suyuqlanmalar elektrolizining nazariy asoslari
Elektroliz deb, elektrolit eritmasidan o'zgarmas elektr toki o'tganda sodir
bo'ladigan oksidlanish-qaytarilish reaksiyasiga aytiladi. Bunda elektrolitlar
parchalanib elektrodlarda mahsulotga aylanadi. Elektrodlarda elektr tokining paydo
bo'lishi bilan (tok manbaiga ulangach) elektrolitlar parchalanib, kation va anionlar
hosil qiladi. Kationlar katodga (elektronlar manbayiga), anionlar esa anodga harakat
qiladi. Kationlar katodga borgach elektron olib, anionlar esa anodga kelgach elektron
berib zaryadsizlanadilar. Natijada elektrodlarda gazsimon, suyuq yoki qattiq neytral
moddalar hosil bo'ladi. Bunda elektrolitning ionlarga ajramay qolgan boshqa
molekulalari ham dissotsiyalanadi. Natijada ionlarning zaryadsizlanishidan buzilgan
muvozanat qayta tiklanadi. Agar anod elektrolitda eriydigan metalldan yasalgan bo'lsa,
u holda anodning erib eritmaga o'tishi hisobiga muvozanat tiklanadi (metall ionlari —
kationlar hosil bo'lishi hisobiga). Elektrolitlarda odatda turli xil ionlar bo'ladi. Ulardan
qaysi birining elektrod potensiali kichik bo'lsa o'sha ion birinchi bo'lib zaryadsizlanadi.
Ionlarning ketma-ket navbat bilan zaryadsizlanishi fizik-kimyoviy qonunlar asosida
aniqlanadi.
Amaliyotda elektroliz mahsulotlarining elektrodlarda ajralish tartibi, nafaqat
normal elektrod potensiallarining qiymati bilan, balki elektrolizni o'tkazish
sharoitlariga:
elektrodlarning
qanday
materialdan
qilinganligiga,
elektrolit
konsentratsiyasiga, aralashtirishning intensivligiga, muhit harorati va boshqalarga
bog'liq bo'ladi. Texnologik sharoitni tanlash bilan elektrolizda ionlarning
zaryadsizlanish tartibini o'zgartirish mumkin. Masalan, ba'zi elektrodlarda ionlar
zaryadsizlanishining ketma-ketligini o'ta kuchlanish hodisasidan foydalanish orqali
boshqarish mumkin.
Yengil metallar (litiy, kaliy, natriy, magniy, aluminiy) va ba'zi og'ir metallarni
(xrom, tantal, qo'rg'oshin) birikmalarining suvdagi eritmalarini elektroliz qilish yo'li
bilan metall olib bo'lmaydi, chunki ularning elektrod potensiallari vodorodga nisbatan
manfiyroqdir, shuning uchun ham elektrodlarda metall emas, balki faqat vodorod
ajralib chiqadi. Bunday metallarni faqat ular birikmalarini (tuzlari, oksidlari yoki
gidroksidlari) suyuqlanmalarini elektektroliz qilish yo'li bilan olish mumkin (chunki
suyuqlanmada vodorod ioni bo'lmaydi). Suyuqlanmalar elektrolizi ham eritma
elektrolizi qonunlariga asoslanadi, ammo ayrim o'ziga xos tomonlari bilan farq qiladi
(masalan, bunda harorat yuqori —1400° С gacha bo'ladi, erituvchi ionlari bo'lmaydi).
Elektroliz nazariyasi Faradey qonuniga asoslangan (1833-yil) va bu qonun bo'yicha
elektroliz vaqtida elektrodlarda ajralib chiqqan moddaning miqdori, eritmadan o'tgan
elektr miqdoriga to'g'ri proporsionaldir (1-qonuni). Bir nechta elektrolit eritmasi orqali
teng miqdorlarda elektr o'tkazilganda elektrodlarda ajralib chiqadigan moddalarning
og'irlik miqdorlari ayni moddalarning kimyoviy ekvivalentiga proporsional bo'ladi
(2-qonuni).
Faradeyning ikkinchi qonuniga ko'ra har qanday moddaning bir ekvivalentini
ajratib chiqarish uchun teng miqdor elektr talab qilinada va bu elektr miqdori Faradey
soni deyilib, u 96500 kulonga teng. Elektrolizning asosiy texnologik ko'rsatkichi va elektr
energiyasidan ratsional foydalanish kategoriyasi quyidagichadir: tok bo'yicha unum,
energiyadan foydalanish darajasi, energiya bo'yicha sarfiyot koeffitsiyenti, elektrolizga
berilgan kuchlanish va boshqlardir.
bilan va demak, elektroliz mahsulotlarining, ayniqsa metallarning tannarxini yuqoriligi
bilan xarakterlanadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |