O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi urganch Davlat Universiteti

II. 2.1 Elektr o‘tkazuvchanlik, ionlar konsentratsiyasi va ionlarning xarakatchanligi orasidagi bog‘lanish.
Eritmalarda elektr zaryadini tashuvchilar ionlar bo‘lganligi sababli eritmaning elektr o‘tkazuvchanligi ionlarning konsentratsiyasiga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi. Berilgan konsentratsiyada esa eluktr o‘tkazuchanlik ionlarning xarakatlanish tezligiga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi.

Ionning xarakatlanish tezligi uning tabiatiga, maydon kuchlanganligiga, konsentratsiyaga, temperaturaga, muhitning qovushqoqligiga va boshqalarga bog‘liq bo‘ladi. Agar kationning absolyut xarakatlanish tezligini u sm/sek, anionniki u sm/sek bilan belgilasak, uF - kationning xarakatchanligi, uF - anionning xarakatchanligi deyiladi. Kationning xarakatchanligini 1_k, anionning xarakatchanligini 1_a, bilan belgilaymiz.

Kationlar tashigan (n_k) va anionlar tashigan (n_a) elektr ulushi tashish soni deyiladi:

i_k u l_k

n_k = ------ = --------- = ------------- (1)

i u + u l_k + l_a

i_a u l_a

n_k = ------ = --------- = ------------- (2)

i u + u l_k + l_a
bunda i_k va i_a kationlar hamda anionlar tashigan elektr miqdori:

i = i_k + i_a

Bunda, kationlar tashish soning anionlar tashish soniga nisbati kationlar va anionlar absolyut tezliklarining yoki xarakatchanliklarining nisbatiga teng:
n_k u l_k

------- = ------- = -------

n_a u l_a
Ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlikni l bilan belgilasak, to‘liq dissotsilanadigan kuchli elektrolitlar uchun:
l = l_k + l_a

(3)

kuchsiz elektrolitlar uchun esa:
l = a (l_k + l_a)

(4)

bunda a elktrolitning dissotsilanish darajasi.

Eritma cheksiz suyultirilganda, ya’ni l_k ® _kl_¥, l_a ® _al_¥ va a=1, l=l_¥ bolganda (4) tenglama quyidagi holga keladi:

l = _kl_¥ + _al_¥

(5)

Bu degan so‘z, kation va anionlar harakatchanligining yig‘indisi eritmaning cheksiz suyultirilgandagi ekvivalent elektro‘tkazuvchanligiga teng. _kl_¥ va _al_¥ ionlarning eng katta harakatchanligi deyiladi. (3) tenglama Kolg‘raushning ionlarning xarakatlanish qonuni deyiladi. Ionlarning xarakatchanligi sm²/om_*g- ekv bilan o‘lchanadi.

Ionlarning xarakatchanligi (l_k va l_a) ularning absolyut tezliklari (u hamda u) ga to‘g‘ri proporsional bo‘lgani sababli harakatchanlikni elektr o‘tkazuvchanlik birliklarida ifodalasak, quyidagicha bo‘ladi:

l_k = F _* u va l_a = F _* u
Bu tengliklarni (5) tenglamaga qo‘ysak,
l_¥ = F (u + u) bo‘ladi.
YA’ni eritmaning cheksiz suyultirilgandagi ekvivalent elektr o‘tkazuvchanligi Faradey sonining ionlar absolyut harakatlanish tezliklari yig‘indisiga ko‘paytirilganiga teng. Eritmaning elekr o‘tkazuvchanligi erituvchining tabiatiga, jumladan uning qovushqoqligiga bog‘liqligi aniqlangan:
l_¥h = sonst
bunda: h - toza ertuvchining qovushqoqligi; sonst - temperatura funksiyasidir, ya’ni bu qiymat berilgan erituvchi uchun temperaturaga qarab o‘zgaradi. Bu ifoda Valg‘den qoidasi deyiladi.

Kuchsiz elektrolitlar eritmalarining dissotsilanish darajasini va kuchli elektrolitlar eritmalarining elektr o‘tkazuvchanlik koefitsientini elektr o‘tkazuvchanlik metodi bilan aniqlash.

Arrenius nazariyasiga ko‘ra, elektrolitlar eritmalarda ionlarga dissotsilanadi va dissotsilanish darajasi ionlarga ajralgan molekulalar sonining dastlabki eritilgan molekulalar soniga nisbati bilan aniqlanadi. Eritma suyultirilgan sari elektrolitning dissotsilanish darajasi ortib boradi. Bunda ionlar ko‘payadi va demak, eritmaning elektr o‘tkazuvchanligi eritma suyultirilganda dastlab ortadi, chunki konsentratsiyaning kamayishiga qaraganda dissotsilanish natijasida hajm birligidagi ionlar soni tezroq ko‘payib boradi. Eritma yanada suyultirilganida esa xajm birligidagi moddaning umumiy miqdori va demak, 1ml dagi ionlar soni kamaya boshlaydi, natijada elektr o‘tkazuvchanlik ham kamayadi.

Suyultirilganda ionlar sonining ko‘payish chegarasi moddaning ionlarga to‘liq dissotsilanishidir, shundan keyin ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik ortmaydi. Boshqacha aytganda cheksiz suyultirilgan eritmadagi ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik moddaning ionlarga to‘liq dissotsilangan holatiga muvofiq keladi. Istalgan boshqa suyultirishdagi elektr o‘tkazuvchanlik l_u esa moddaning ionlarga qisman dissotsilangan holatiga to‘g‘ri keladi. Bu ikki xil elektr o‘tkazuvchanlikning nisbati l/l_¥ maksimum mumkin bo‘lgan ionlardan qanchasi ayni suyultirishda hosil bo‘lganligi, ya’ni elektrolitning dissotsilanish darajasini ko‘rsatadi:

l_u

----- = a

l_¥
l_u ning qiymati tajribada o‘lchab, l_¥ uchun jadvallar yordamida topiladi va yuqoridagi formuladan elektrolitning dissotsilanish darajasi hisoblab chiqiladi. Kuchli elektrolitlar uchun l/l_¥ nisbat elektr o‘tkazuvchanlik koeffitsienti deyiladi va f bilan belgilanadi. Bu koeffitsient ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlikning qiymati l elektrolitningberilgan konsentratsiyasi uchun muvofiq keladigan nazariy qiymatidan necha marta kam ekanligini ko‘rsatadi:

l

f = ------

l_¥
Kuchli elektrrolitlar to‘liq dissotsilangan va eritmadagi ionlar soni o‘zgarmas bo‘lsa ham ularda l = l_¥ deb bo‘lmaydi. Tajribalar ko‘rsatishicha, bu tenglik eritma cheksiz suyultirilganda, ya’ni xarakatlanayotgan kation yoki anionga ion atmosferasining ta’siri susaygan xoldagina to‘g‘ri bo‘ldai. Demak, kuchli elektrolitlar elektr o‘tkazuvchanlik koeffitsientining qiymati ionlar orasidagi o‘zaro ta’sir kuchlariga bog‘liq. Bundan tashqari elektrolitlar elektr o‘tkazuvchanlik koeffitsientining elektrolitning konsentratsiyasiga va uning valentligiga bog‘liq. Masalan, 0,1 n eritmada 1-1 valentli elektrolit (masalan, KCl) uchun (f=0,86); 1-2 valentli elektrolit (masalan,K₂SO₄) uchun (f=4) va hokazo. Eritma suyultirilgan sari bu farqlar yo‘qola boradi va f ning qiymati kattalashadi va juda suyultirilgan eritmalarda 1 ga teng bo‘ladi.