Metallurgiyada stexiometrik hisoblash

3-TAJRIBA ISHI
GIDRАT HОSIL QILISHNING рН NI АNIQLАSH.


Ishdan masad: Galvanik elementlar tuzish va EYUKni ulchash amaliyotini urganish asosida malaka va kunikmalarini hosil qilish
Kerakli asbob va reaktivlar; Galvanik elementini yig’ish uchun metall elektrodlari va shisha silindrlar, EYUKni ulchash uchun voltmetr, kimyoviy stakan, KNO₃ KCl, AlCl₃, FeSO₄, FeCl₃, ZnCl₂, NiCl₂, CuSO₄, tuzlarining 0,1M eritmalari va boshqa tuzlar.
GALVANIK ELEMENTLARNING TERMODINAMIKASI
Kimyoviy galvanik elementlarda elektr yurituvchi kuch (elektr energiyasi) kim­yoviy reaksiya energiyasi hisobiga hosil bo’ladi. Bu xil elementlarga Daniel-YAkobi elementi misol bo’la oladi.
Daniel-YAkobi elementi mis va rux elektrodlardan tuziladi. Mis elektrod Su²⁺ ioni bor eritmaga (masalan, CuSO₄ eritmasiga), rux elektrod esa Zn²⁺ ioni bor eritmaga (masalan, ZnSO₄ eritmasiga) tushiriladi. Eritmalar chegarasida hosil bo’ladigan diffuzion potensialni yo’qotish uchun, ular orasiga KSl eritmasidan iborat «ko’prik» quyiladi (5-rasm).
Yuqorida qayd etib utilganidek, mis elektrod mis ko’porosi eritmasiga tushirilganda, mis bilan mis kuporosi eritmasi chegarasida potensial hosil bo’ladi. Xuddi shuningdek, rux bilan rux ko’porosi eritmasi chegara­sida ham potensial hosil bo’ladi. Agar elektrodlar bir-biri bilan to’tashtirilmasa, elektrodlarda muvozanat holatidagi potensiallar hosil bo’lishi bilan jarayon nihoyasiga yetadi.
Agar elektrodlar elektr oqimini o’tkazuvchi material (masalan, mis sim) bilan to’tashtirilsa va bu simga elektrning mavjudligini bildiruvchi biror asbob (masalan, galvanometr) ulansa, bu asob sim orqali elektr oqimi o’tayotganligini ko’rsatadi. Elektrodlar sim orqali to’tashtirilganda quyidagi o’zgarishlar yuz beradi. Elektrodlar­da hosil bo’lgan potensiallarning qiymati har xil bo’lganligidan, ular baravarlashishga intiladi.

Ris.5. Sxema galvanicheskogo elementa

Rux elektrodning potensiali mis elektrodning potensialiga nisbatan manfiyroq Bu potensiailar baravarlashish uchun rux elektrodning potensiali musbatlashishi, mis elektrodning potensiali manfiylashishi kerak, natijada elektronlar rux elektroddan mis elektrodga sim orqali o’ta boshlaydi. SHunday qilib, elektrod­lar to’tashtirilgan simda elektronlar to’tamining oqimi, ya’ni elektr oqimi paydo bo’ladi. Elektronlarning rux elektroddan mis elektrodga o’tishi natijasida elektrodlar­da elektr qo’sh qavatining muvozanati buziladi. Natijada mis elektrod manfiylashadi, rux elektrod esa musbatlashadi. O’z navbatida elektrodlarda buzilgan muvozanat tiklanishga intiladi. Mis elektrodda buzilgan muvozanatni tiklash uchun yangi Su²⁺ ionlari eritmadan mis elekt­rodga o’tirib, kelayotgan elektronlarni neytrallaydi:

Su²⁺ + 2e→ Su
ya’ni mis cho’kadi, rux elektrodda esa aksincha bo’ladi. Elek­troddan eritmaga ketayotgan elektronlarning urnini qoplash uchun yangi Zn²⁺ ionlari eritmaga o’tib, elektrodda yangi elektronlarni qoldiradi: Zn → Zn²⁺ + 2e
SHunday qilib, element ishlagan vaklda mis elektrodda qaytarilish, rux elektrodda esa oksidlanish jarayoni boradi, ya’ni rux elektrokimyoviy eriydi. Moddalarning erituvchiga ion holida o’tib erishiga elektrokimyoviy erish deyiladi. Masalan, AgCl suvda AgCl holida emas, balki Ag⁺ va Sl ion holida eriydi. Elektrodda rux metali Zn holida emas, balki rux ioni Zn²⁺ ga o’tgan holda eriydi.
Har qanday galvanik elementning bir elektrodida ok­sidlanish, ikkinchi elektrodida qaytarilish jarayoni boradi. Qaytarilish jarayoni borgan elektrod musbat qutb (+), oksidlanish .jarayoni borgan elektrod esa manfiy qutb (–) ishorasi bilan belgilanadi.
Agar galvanik element faqat elektr musbat (yoki elektr manfiy) elektrodlardan tuzilgan bo’lsa, elektr musbatligi kuchliroq elektrod musbat, elektr musbatligi kuchsizroq elektrod esa manfiy qutbli bo’ladi.
Demak, kuchlanishlar qatorida yuqorida turgan metall manfiy va pastda turgan metall musbat qutbli bo’ladi. Masalan Zn va Ni elekrodlardan tuzilgan galvanik elementda Ni musbat Zn manfiy qutbli bo’ladi.
Agar musbat va manfiy elektrodlarda borayotgan kimyoviy jarayonlarning tenglamalari bir-biriga qo’shilsa, galvanik elementda sodir bo’layotgan kimyoviy reaksiya tenglamasi hosil bo’ladi;
₊ Su²⁺+2e ↔ Su
Zn ↔Zn²⁺+2e
Cu²⁺+Zn ↔ Su + Zn²⁺
Demak, Daniel-YAkobi elementida elektr yurituvchi kuch quyidagi reaksiya energiyasi hisobiga hosil bo’ladi:
Cu²⁺ + Zn ↔ Su + Zn²⁺
bu ionli reaksiya quyidagi molekulyar reaksiyaga muvofiq keladi:
CuSO₄ + Zn ↔ Su + ZnSO₄
Bu reaksiyani probirkada ham o’tkazish mumkin. Lekin bunda elektr oqimi hosil bo’lmaydi. CHunki probirkada reaksiya o’tkazil ganda oksidlanish va qaytarilish reaksiyalari bir joyda boradi va elektronlar qaytaruvchidan
oksidlovchisiga bevosita o’tadi. Galvanik elementda esa oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari ikki joyda bora­di va elektronlar qaytaruvchidan oksidlovchiga ularni to’tashtiruvchi sim orqali o’tadi.
SHunday qilib, u,amma oksidlanish-qaytarilish reak­siyalari ma’lum sharoitda o’tkazilganda (galvanik element­da) elektr oqimi hosil bo’ladi.