Reja. Elektroliz qonunlari. Elektrolizning qo‘llanilishi. Elektroliz

REJA.

1.   Elektroliz

2.   Elektroliz qonunlari.

3.   Elektrolizning qo‘llanilishi.

Elektroliz (elektro... va ...liz) - qizdirib suyuqlantirilgan elektrolit yoki uning suvdagi eritmasi orqali oʻzgarmas elektr toki oʻtganida elektrodlarda sodir boʻladigan oksidlanishqaytarilish jarayonlari. elektrolizning mohiyati kimyoviy reaksiyani elektr energiyasi hisobiga amalga oshirishdan iborat. Elektr toki berilganda ionlarning elektron qabul qilish yoki elektron berish hodisasi birlamchi jarayonni tashkil qiladi. Bu jarayon natijasida koʻpincha elektrolizning dastlabki mahsulotlari hosil boʻladi. elektroliz mahsulotlari sof holda ajralib chiqishi yoki erituvchi bilan oʻzaro kimyoviy reaksiyaga kirishishi mumkin. Ikkinchi holda elektrolizning ikkilamchi mahsulotlari hosil boʻladi. Qizdirib suyuklantirilgan elektrolitlar elektroliz qilinganida faqat birlamchi mahsulotlar chiqadi. Elektrolitlarning suvdagi eritmalarida elektroliz ancha murakkab boradi, chunki koʻpincha ikkilamchi jarayonlar sodir boʻladi. Umuman elektroliz jarayonining borishi va elektroliz oxirida qanday mahsulotlar hosil boʻlishi birlamchi mahsulotlar, erituvchi tabiati, elektrodlarning qanday materialdan yasalgani, tra, elektrodlardagi tokning zichligi va h.k.ga bogʻliq. Katod, yaʼni doimiy tok manbaining manfiy qutbiga ulangan elektrod qaytaruvchilik rolini bajaradi, anod esa (yaʼni manbaning musbat qutbiga ulangan elektrod) oksidlovchi sifatida xizmat qiladi. Elektrodlarda ajralib chiqadigan moddalarning massalari, tok kuchi va elektroliz davom etadigan vaqt orasida matematik tenglamalar bilan ifodalanadigan bogʻlanishlar mavjud (qarang Faradey qonunlari).

elektroliz sanoatning turli sohalarida keng qoʻllanadi. Kimyo sanoatida xlor va ishqorlar olishda, xlorat, perxlorat, persulfat kislota, kaliy permanganat, sof holdagi vodorod, ftor va boshqalar qimmatli mahsulotlar hosil qilishda, rangli metallurgiyada metallarni rafinatsiyalasht E.dan foydalaniladi. Turli metallarning birikmalarini qizdirib suyuqlantirib, elektroliz yordamida oʻsha metallar ajratib olinadi. Mashinasozlik, radiotexnika, elektronika, poligrafiya sanoatlarida turli buyumlar sirtini metallar bilan qoplashda va boshqalarda elektroliz qoʻllanadi.

Elektroliz - bu elektr ta’sirida elektrolit eritmalarda yoki suyuqlanmalarda boradigan oksidlanish-qaytarilish jarayonidir.

        Elektrolizni amalga oshirish uchun o‘zgarmas tok manbaidan foydalinadi. Elektrodlar ikki xil bo‘ladi:

1)  Erimaydigan – ularga  garafit, platina, oltin kiradi (Erimaydigan elektrodlar kimyoviy jarayonda ishtirok etmaydi, ular faqat elektron o‘tkazgich vazifasini o‘taydi.);

2)  eriydigan elektrodlar jumlasiga yuqorida ko‘rsatilgan metallardan boshqa hamma metall elektrodlar kiradi. Bu elektrodlar elektrolizda anod sifatida kullanilganda eritmaga uz ionlarini berib, erib ketadi.

        Eruvchan anod elektroddan foydalanib toza metall olinadi. Bunda elektroliz jarayoni tozalanayotgan metall to‘zining eritmasida olib borilishi kerak. Sanoatda tuzlarning eritmalarini elektroliz qilib mis, rux, kadmiy, nikelg‘, kobalg‘t, marganec va boshqa metallar olinadi. Bu metod yordamida bir metall boshqa metall bilan koplanadi. Bu metod galvanostegiya deyiladi.

        Katod elektrodda elektrolitning musbat zaryadlangan ionlari elektron qabul qilib zaryadsizlanadi. Qaysi ion oldin zaryadsizlanishi metall kuchlanishlar qatorida vodorodga nisbatan joylanishiga, uning koncentratsiyaga va ayrim xollarda elektrod potencialiga bog‘liq bo‘ladi.

Bir xil sharoitda noaktiv metallar ionlari, ya’ni kuchlanishlar qatorida vodoroddan keyin (ungda) joylashgan metall oson zaryadsizlanadi, ba’zan chapdagi metall ionlari oson zaryadsizlanadi.suvdagi eritmalarda kuchlanishlar qatoridagi alyuminiygacha bo‘lgan aktiv metallar ionga qaytarilmaydi. Anodda elektrolit anionlariadn faqat kislorodsiz kislota koldiklari :Cl^-, Br^-, J^-, F^-, S^2-, Cn^- va xokazolar zaryadsizlanadi. Kislorodli kislota koldiklari (N0^-₃, S0^2-₄, P0³₄, C0^2-₃,  CH₃C00^- va xokazo) urniga suvning 0H^- ionlarizaryadsizlanadi. Masalan, osh tuzi eritmasi elektroliz kilinganida katodda vodorod, anodda xlor ajralib chiqadi.

Kaliy sulfat eritmasi elektroliz kilinganda esa katodda vodorod, anodda kislorod ajralib chiqadi. Dissotsilanish sxemasi quyidagi :

 

K₂S0₄=2K⁺+S0^2-₄

H₂0=H⁺+OH^-

 

tartibda yoziladi. Elektroliz sxemasi quyidagicha bo‘ladi:

Katodda 2H⁺+2e^-H₂­        qaytarilish jarayoni muhit ishqoriy

Anodda   4OH^—-4e=O₂+2H₂O oksidlanish jarayoni muhit kislotali.

        Keltirilgan misollardan kurinib turibdiki, katodda ishqoriy metallar ionlari qaytarilmasdan ularning urniga suvning vodorod ionlari qaytariladi. Agar anodda kislorodli kislota koldigi bo‘lsa, anod elektrodda ham suvning uzi elektron berib oksidlanadi.

Agarda tuz kuchlanishlar qatorida alyuminiydan keyinda turgan metalldan tarkib topgan bo‘lsa, u holda  katodda shu metallning ioni va juda oz miqdorda vodorod ioni qaytariladi.