Мавзу: Физик кимёвий анализ методлари

Электрод жараёнларининг механизми
Потенциометрияда текшириладиган эритмаларга туширилган электродларнинг потенци-аллари улчанади. 1889 йилда В. Нернст электрод потенциалининг эритмадаги моддалар концентрациясига богликлигининг термодинамик мохиятини исботлади. Хозирги даврда электрод потенциали деганда, таккослаш (асосан, водород) электроди билан исталган оксидланиш-кайтарилиш ёки бошка реакцияга мос электрод орасида юзага келадиган электр юритувчи куч (э. ю.к.) тушунилади. Шу негизда электродларнинг куйидаги асосий турлари хакида гапириш мумкин: 1) элек­трон алмашинувчи электродлар; 2) электрон-ион алмашинувчи элек-тродлар; 3) ион алмашинувчи электродлар. Агар бирор оксидланиш-кайтарилиш жуфти мавжуд булган эритмага инерт (индифферент) ме­талл электроди туширилган булса, шу металл сиртида муайян тезлик билан системадаги оксидланган ва кайтарилган моддалар орасида электронлар алмашинуви Ох+neoRed кузатилади. Бу реакция натижаси-да кайтарувчининг бир кисми металлга электрон бериб оксидланади, оксидловчининг бир кисми эса электрон кабул килиб кайтарилади. Бу хар иккала реакция металл - эритма фазалари чегарасида бир вактда содир бўлади. Даставвал, электронларнинг кайтарувчидан электродга ёки электроддан оксидловчига утиши мавжуд Ox/Red жуфтидаги моддаларнинг концентрациясига мувофик равишда у ёки бу томонга йуналган булади. Бу жараёнлар натижасида электрод - эритма чегарасида ортикча манфий ёки мусбат заряд кузатилади. Ушбу заряд оксред жуфтнинг тенг микдордаги карши зарядланган кисмларини узига тортади. Бу куш электр цаватнинг хосил булишига олиб келади.
Аналитик максадларда нормал потенциалдан кура реал потенциал мухим булиб, у кимёвий реакциянинг йуналиши ва электроднинг табиатини аник тавсирлайди.
Реакцияда иштирок этувчи моддалар сифатида оксидловчи, кайтарувчи, водород ва бошка ионлар, эритувчи молекулалари, ме­талл, металл оксиди, кам эрувчан бирикма, газлар ва бошкалар булиши мумкин. Шуни хам айтиш керакки, активлиги доимий булган каттик фаза, газлар ва эритувчи молекулалари Нернст тенгламасига кирмайди. Электроднинг электрон олиш ва бериш жараёнлари тезликлари узаро мутаносиб булади. Электронларнинг алмашиниш тезлиги канча катта булса, электродларда баркарор потенциал шунча тез карор топа-ди. Электрод жараёнларининг тезлиги катта булган оксред жуфтлар цайтар жуфтлар дейилади. Бундай жуфтлар учун потенциал мувоза-нат холатидагига нисбатан салгина узгартирилса, электрод жараёни-нинг тезлиги кескин узгаради. Электрод жараёнларининг тезлиги ки-чик булган оксред жуфтлар цайтмас жуфтлар деб юритилади. Кайтмас системаларда мувозанат потенциали секин карор топади ва у бошка омилларга боглик булганлиги учун баркарор булмайди. Бундай системаларда реакциянинг тезлигини ошириш учун потенциални му-возанат холатидагига нисбатан анча кийматга кутариш талаб этилади. Эритмада оксидланиш-кайтарилишга мойил (электр актив) булган моддалар булмаса хам электрод муайян потенциалга интилади. Маса-лан, электр актив булмаган натрий перхлорат эритмасида юзага кела-диган потенциал оз микдордаги турли хил кушимчалар (эриган кисло­род, эритувчи молекулаларининг разряди, бошка моддалар) орасида алмашинувчи электронлар сонига боғлик бўлади. Бу омиллар узгарувчан бўлганлиги учун электроднинг потенциали ҳам беқарор бўлади ва у секинлик билан қарор топади. Бу потенциалга эритмани аралаштириш тезлиги хамда электроднинг материали, сирт юзасининг холати ва катталиги, унинг эритмада жойлаштирилиши таъсир кўрсатади. Шундай шароитда юзага келадиган потенциал - аралаш потенциал дейилади. Юкорида санаб утилган омилларни хисобга олиш деярли мумкин эмас, улар системанинг кайтар ёки кайтмаслигига хам боғлик эмас. Қайтмас системаларда электрод жараёнларининг тезликлари кичик бўлганлиги учун бу омиллар тез сезилади. Аралаш потенциал эритмада қайтар оксред жуфт моддаларидан бири кўп, иккинчиси эса нихоятда кам миқдорда (масалан, 10-5 М ва ундан кам) булганида хам кузатилади.
Эритмадаги моддалар орасида тегишли реакциялар содир булиб, на-тижада эритмада кам микдорда булсада, оксред жуфт хосил булади ва муайян мувозанат карор топади. Окибатда потенциалнинг чекланган мувозанатдаги кийматига силжиши кузатилади. Юзага келадиган ара-лаш потенциалнинг бу турига туйинган потенциал дейилади. Туйинган потенциал потенциометрик титрлашда эквивалентлик нуктаси якинида юзага келади, уни улчашга уриниш эса бехудадир.
Потенциометрияда ишлатиладиган электродлар индика­тор ва таккослаш электродларига, улар эса биринчи, иккинчи ва учинчи тур электродларга бўлинади. Индикатор электродлар текшириладиган эритманинг электрод потенциалини ўлчаш учун хизмат қилади. Электрод - эритма сирти чегарасида содир бўладиган электр кимёвий жараённинг меха-низмига кура индикатор электродлари куйидагиларга булинади: 1) оксидланиш-кайтарилиш (оксред) электродлар; бундай электродларда электронлар алмашиниши кузатилади; 2) биринчи, иккинчи ва учинчи тур металл ва металлмас электродлар; бундай электродларда элек­трон-ион алмашиниш кузатилади; 3) ион селектив мембранали электродлар; бундай электродларда ион алмашиниши содир бўлади. Электродлар агрегат холатларига кура каттик (платина, кумуш, графит ва бошка), суюк (симоб) ва газ (водород, хлор) электродларга бўлинади. Булардан ташкари, электродлар актив (кумуш, мис ва бошка) ва бефарқ (инерт: платина, графит ва бошқа) электродларга бўлинади. Қўлланиладиган реакцияларнинг турларига кўра у ёки бу турдаги электродлар ишлатилади.