Galvanik elementlar. Elektroliz

Me Mnⁿ⁺ +ne

Ionlarning suvga o‘tishi natijasida, metallda ortiqcha erkin elektronlar yig‘ilib koladi: metall manfiy zaryadlanadi, suyuqlik esa musbat zaryadlanadi. Metalldan eritmaga utib, gidratlangan ionlar metallga tortiladi va metall sirtiga yaqin joylashib kush elektr qavat hosil qiladi, natijada metall bilan eritma orasida potensiallar ayirmasi vujudga keladi. Bu qiymat metallning elektrod potensiali deb ataladi.

Turli metallar suvga botirilganda vujudga keladigan potensiallarning qiymati turlicha bo‘ladi. Metall qancha aktiv bo‘lsa, uni kurshab turuvchi suv muhitiga shuncha ko‘p ion o‘tadi, natijada metall plastinkada paydo bo‘ladigan manfiy zaryadning qiymati yuqori bo‘ladi. Bu esa ayrim metallarning kristall panjaralarida kationlarning bir xil bog‘lanish energiyaga ega emasligi va bu kationlarning bir xilda gidratlanmasligi natijasidir. Bu erda kationlarning effektiv radiusi katta rol o‘ynaydi.

Agar metall (masalan, Zn) o‘z tuzining (masalan, rux sulfat) eritmasiga tushirilsa, metall-suyuqlik sirtidagi muvozanat siljiydi va yangi potensiallar ayirmasi hosil bo‘ladi.

Oddiy moddalarni qaytaruvchi-oksidlovchi xossasi o‘zgacha bo‘ladi. Elektrod potensiallar uchun eritmalardagi oddiy moddalar reaksiyada kristall panjaradagi atomlararo bog‘lanishni o‘zishga sarf bo‘lgan energiyani hamda ionlarni eritmaga o‘tishdagi gidratlanish energiyasini xisobga olish kerak. Masalan, Cu va Zn ni D. I. Mendeleevning elementlar davriy sitemasida joylanishiga karab ionlanish energiyasini qiymati Cu =738 va Zn =901 kj ga teng. Demak, Cu elementi Zn elementiga qaraganda kuchlirok qaytaruvchilik xususiyatiga ega bo‘lishi kerak, lekin Cu ning kristall panjarasidagi bog‘lanish ancha mustaxkam. Shuning uchun Cu ionining rux ioniga nisbatan gidratlanish energiyasi kam. Bu esa mis ionlarini eritmaga o‘tishini qiyinlashtiradi Shuning uchun mis ruxga nisbatan juda kuchsiz qaytaruvchidir. Elektrod potensialining qiymati metallning tabiatiga, eritmadagi ionlar konsentratsiyasiga va temperaturasiga bog‘liq bo‘ladi. Gazli elektrodlar gaz va gaz ioni bo‘lgan eritma bilan to‘qnashib turadigan biror noaktiv metall o‘tkazgich (Pt) dan iboratdir.

Metall o‘tkazgich elektronlar oqimini hosil qiladi, o‘zi esa eritmaga ionini bermaydi. Masalan, normal vodorod elektrodni ko‘rib chiqaylik. Platina plastinkasini aktiv vodorod ionlar konsentratsiyasi 1 mol/l bo‘lgan 2 H sulfat kislota eritmasiga tushirib, eritmadan 1 atom bosim (25^oC da) vodorod utkazsak, vodorod platina plastinka sirtiga yutilib, vodorod plyonkasini (parda) hosil qiladi. Buning natijasida elektrolit (H₂SO₄) eritma platina plastinka

bilan to‘qnashmasdan vodorod plyonkasi bilan to‘qnashadi va vodorod elektrod hosil bo‘ladi. Vodorod elektrod metall elektrodlar kabi eritmaga o‘z ionini beradi:

Natijada eritma bilan vodorod elektrod orasida potensiallar ayirmasi hosil bo‘ladi va uni normal vodorod elektrod potensiali deyiladi. U shartli ravishda nolga teng deb qabul qilingan. SHunday qilib, eritmaga kation beruvchi gazli vodorod elektrod hosil bo‘ladi. Gaz elektrodlardagi reaksiyalarda gazlar ishtirok etgani uchun, bu elektrodlar potensiallari gazlarni parsial bosimiga bog‘liq bo‘ladi. Vodorod elektrod uchun Nernst tenglamasini 2980 K da quyidagicha yozish mumkin: