O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi jizzax politexnika instituti

2-misol. U- simon shisha elektrolizyorda kaliy permanganat eritmasidan oz miqdorda rangli eritma hosil qilish uchun qo‘shilgan kaliy xlorid eritmasini elektrodlar yordamida elektroliz qilingan. Elektr toki o‘tganda elektrolizyorning bir tomoni pushti rangdan yashil rangga o‘tgan. SHundan so‘ng tok yo‘nalishi o‘zgartirildi. Bunda katod va anod tushirilgan eritmalar rangi oldingiga nisbatan teskarisiga o‘zgargan. Elektr tokini uzoq vaqt davomida o‘tkazilganda elektrodlarning biri tushirilgan eritmada, rang yo‘qolgan va qo‘ng‘ir rang­li quyqa hosil bo‘lgan. Bu hodisalarni tushuntiring. Permanganat ionidan yashil rangli birikmaga o‘tish jarayonining standart oksidlanish-qaytarilish potensiali 0,54 volьt, bu yashil rangli birikmaning qo‘ng‘ir rangli moddaga aylanish jarayonining potensiali 0,58 volt ekanligi ma’lum. Permanganat ionidan qo‘ng‘ir rangli birikmaga o‘tish jarayonining potensiali qanday kattalikka ega?
Yechimi: Qalay xlorid eritmasini elektroliz qilinganda katodda vodorod ajralib chiqadi va shu qismda ishqor yig‘iladi. Anodda esa shu xlor ajraladi. Jarayonning umumiy tenglamasi:
KCl + 2H₂O = H₂+ 2KOH+Cl₂
Bundan tashqari, eritmada xlorning kislorodli birikmalari, asosan, kaliy gipoxlorid KClO hosil bo‘ladi. Vodorod hosil bo‘lish vaqtida permanganat ionini yashil rangli manganat ionigacha qaytaradi: KOH+KMnO₄+H⁰=K₂MnO₄+H₂O. Elektrodda manganat ioni elektroximiyaviy yo‘lda ham hosil bo‘lishi mumkin:
MnO₄^- + e^-=MnO₄^2-
Elektronda qutb o‘zgarganda manganat ioni ajralib chiqayotgan xlor tasirida oksidlanishi mumkin: K₂MnO₄+Cl⁰=KCl+KMnO₄ yoki elektroximiyaviy jarayon bo‘yicha: MnO₄ -_e =MnO₄^- uzoq davom etsa manganat − marganets(IV) birikmasigacha qaytarilishi mumkin: K₂MnO₄ +2H⁰=MnO₂ + 2KOH. Masalaning ikkinchi qismidagi o‘artga binoan MnO₂/MnO₄^2- sistemaning potensiali +0,58 voltь, MnO₄^2- dan MnO₄^─ ga o‘tish potensiali +0,54 v ekan.
Bu o‘zgarishlarni ikkita ketma-ket reaksiyalar yordamida tasvirlash mumkin:
MnO₂+4OH^─→ MnO₄^2-+ 2H₂O+ +0,58 B
MnO₄^2-→ MnO₄^-, +0.54 B
Yig‘iq xolda: MnO₂₊4OH^── 3e→ MnO₄^─+2H₂O
Bu xolda erkin energiya qiymatning o‘zgarishini ikkala reaksiyada o‘zgarayotgan erkin energiyalar yig‘indisi xolida ko‘rsatsa bo‘ladi. Elektr tokining bajargan ishi oksidlanish – qaytarilish potensiali bilan quyidagi ifoda orqali bog‘langan: A=nE, bu erda E ─ potensial, n─jarayonda qatnashayotgan elektronlar soni. Birinchi reaksiyada n=2,ikkinchisida esa n=1 va o‘lar yig‘indisi n=3 ga teng, shuning uchun umumiy jarayonning standart oksidlanish – qaytarilish jarayon potensiali 1) 3*(0,54+2*0.59) =0.57 voltьga teng.