Elektrokimyoviy jarayonlar

Elektrokimyoviy jarayonlar — fizik kimyoning tarkibida ionlari boʻlgan sistemalarni (eritmalar, suyukdanmalar va qattiq elektrolitlar), shuningdek, 2 faza chegarasida zaryadli zarralar (ionlar va elektronlar) ishtirokidagi jarayonlar va hodisalarni oʻrganadigan boʻlimi. Odatda, fazalardan biri metall yoki yarimoʻtkazgich, ikkinchisi esa eritma yoki elektrolit suyuqlanmasi yoxud qattiq elektrolit boʻladi. Aksari hollarda bu 2 fazaning oʻzaro taʼsirida elektr toki hosil boʻladi. Shu sababli Elektrokimyo elektr toki hosil boʻlishi yoki aksincha kimyoviy birikmalarga elektr tokining taʼsiri natijasida kechadigan fizikkimyoviy jarayonlarni oʻrganadigan fan deb hisoblanadi.

Elektr toki va kimyoviy hodisalarning oʻzaro bogʻliqligi borasidagi ilk tadqiqotlar 18-asrning 2-yarmiga taalluqli. Lekin bu tadqiqotlar oʻsha davrda kuchli elektr manbalari boʻlmagani bois tasodifiy tavsifga ega. Bunday manba 18—19-asrlarda L. Galʼvani va A. Volgpa ishlari natijasida paydo boʻldi va shu sababli Elektrokimyoni ularning nomlari bilan bogʻlaydilar. Keyinchalik galvanik elemenshlar deb nom olgan mukammalroq kimyoviy tok manbalari ishlab chiqildi. Ulardan foydalanib fizika sohasida koʻpgina kashfiyotlar qilindi, elektr va magnetizmning qator asosiy qonunlari ochildi. 19-asrning 60- yillarida dinamomashinalarning kashf etilishi natijasida galvanik elementlar elektr manbalari sifatida oʻz ahamiyatini yoʻqotdi; 20-asrda yarimoʻtkazgichli radiotexnika, mikroelektronika, kosmik texnikaning rivojlanishi bilan ularga boʻlgan yangi qiziqish paydo boʻlgan. Hozirgi vaqtda avtonom kimyoviy tok manbalarining roli yanada ortdi. Galvanik elementdagi elektr yurituvchi kuch (EYUK) mohiyatini tushuntirish uchun energiyaning saqlanish qonuni ochilgandan soʻng V. Nernst ishlarida goʻlatoʻkis ifodalangan kimyoviy nazariya olgʻa surildi. Bu nazariyaga muvofiq, galvanik elementdagi elektr energiyaning manbai metall elektrod va elektrolit eritmalari chegaralarida sodir boʻladigan kimyoviy reaksiyalar energiyasidir. Gibs — Gelmgoltsning termodinamik tenglamasi galvanik element EYUKni reaksiyaning issiqdik effekti va temperatura bilan bogʻlash imkoniyatini, Nernst tenglamasi (1888) esa EYUKning elektrolit konsentratsiyasiga termodinamik bogʻliqligini koʻrsatadi. Keyinchalik Nernst nazariyasi baʼzi hollarda amaliyotga toʻgʻri kelmasligi aniqlandi. 20-asrning 30—40- yillarida A.N.Frumkin Volta va Nernst ishlarini rivojlantirish natijasida galvanik element EYUK paydo boʻlish mexanizmining toʻgʻri yechimini topdi. 19-asr boshlarida elektrolizning ochilishi, suvning vodorod va kislorodga ajralishi (A. Karleyl va U. Nikolson), №ON va KON dan ilk bor metall holdagi natriy va kaliy olinishi (G. Devi, 1807), elektrolizning miqdoriy qonunlari (Faradey qonunlari) aniqlanishi E. rivojlanishiga katta hissa qoʻshdi.

1838 yilda B.S.Yakobining galvanik elementni mukammallashtirish borasidagi ilmiy tadqiqotlari natijasida metall tuzlarini elektrokimyoviy usulda qaytarib katodda sof metall olib galvanotexnikaga asos solindi. Hozirgi vaqtda suv, tuzlarning suvdagi eritmalari va organik moddalarni metall ajratmasdan elektroliz (qarang Elektrosintez) qilishga asoslangan kuchli elektrokimyoviy ishlab chiqarish mavjud. Organik moddalarni elekgrosintez qilish (Kolbe reaksiyasi), elektrolit eritmalarining tuzilish nazariyasi (qarang Kolraush konuni), elektrolitik dissotsiatsiya nazariyasi (S. Arrenius, 1887), ionlarning solvatatsiyasi (tuzlanish) toʻgʻrisidagi tasavvurlar (I.A. Kablukov, 1891), ionlarning oʻzaro elektrostatik taʼsiri (Debay — Xyukkel nazariyasi) metallar korroziyasi va undan himoyalanish va boshqalar E. rivojlanishida muhim ahamiyatga ega boʻldi.

Elektrokimyoning tarixiy rivojlanishiga asoslanib zamonaviy nazariy Elektrokimyo quyidagi boʻlimlarga ajratiladi: 1) elektrolitlarning tuzilishi va ularning elektr oʻtkazuvchanligi; 2) elektrod va eritma chegarasidagi elektrokimyoviy muvozanat; 3) elektrokimyoviy reaksiyalar tezligi. 20-asr oxirlarida Elektrokimyoning yangi mustaqil boʻlimi — 2 ta ionli sistema chegarasidagi muvozanatlar va membrana jarayonlarini oʻrganish yuzaga keldi.

Elektrokimyoning rivojlanishi elektrotexnika, radiotexnika, mikroelektronika va kompyuter texnikasi yutuqlari bilan uzviy bogʻliq boʻlib, bu tarmoqlar asosida elektrokimyoviy sistemalarni oʻrganishning koʻpgina usullari ishlab chiqildi. Elektrokimyo zamonaviy asbobsozlikda ham muhim ahamiyatga ega. Elektrokimyoning amaliy boʻlimlaridan biri — xemotronika — elektron yacheykalarni elektron sxemalarda qoʻllash muammolari bilan shugʻullanadi.

Elektrokimyo usullari faollik koeffitsiyentlarini, kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effektlarini aniqlashda, turli sistemalardagi muvozanat konstantlarini topishda, analitik kimyoda keng qoʻllanadi. Elektrokimyo kolloid kimyo bilan ham uzviy bogʻliq. Elektrokimyo va biologiya chegarasida yangi ilmiy soha — bioelektrokimyo paydo boʻldi; fotoelektrokimyo ham alohida yoʻnalish sifatida ajratiladi.

Oʻzbekistonda Elektrokimyoning rivojlanishiga A.M.Murtazayev, A.G.Siganov va boshqalar katta hissa qoʻshdilar. "Elektrokimyosanoat", Uzbekiston issiqbardosh materiallar kombinati, Olmaliq konmetallurgiya kombinati, Toshkent aviatsiya zavodi, Toshkent qishloq xoʻjaligi mashinalari zavodi, "Foton" va boshqalar koʻpgina korxonalarda Elektrokimyo jarayonlarini qoʻllab mahsulotlar ishlab chiqariladi.