Elektroliz. Nernst tenglamasi

ELEKTROLIZ.NERNST TENGLAMASI

Elektrolit eritmasidan yoki suyultirilgan elektrolitdan elektr toki oʻtkazilganda sodir boʻladigan oksidlanish-qaytarilish jarayoniga elektroliz deb ataladi. Elektrolizning mohiyati shundan iboratki, anodda oksidlanish, katotda esa qaytarish jarayoni boradi. Elektolitlarning eritmalari yoki suyuqlanmalari har xil ishoradagi ionlar boʻlib, ular tartibsiz harakatlanadi. Agar elektolitlarning yoki suyuqlantirilgan eritmasiga M: NaCl eritmasiga grafitdan yasalgan elektrodlarni tushirib oʻzgarmas tok manbaiga ulansa Na⁺ ionlari anodga, Cl^– ionlari katodga tomon harakatlanadi, Natijada natriy ionlari elektronlar olib qaytariladi Na⁺ +e =Na xlor ionlari esa elektronlar berib oksidlanadi 2Cl^– – 2e = Cl₂. Natijada katodda natriy metali, anodda xlor ajralib chiqadi. 2 Na⁺ +2Cl^– = 2Na + Cl₂. Bu reaksiya oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi hisoblanadi. Anodda oksidlanish, katodda esa qaytarilish jarayoni boradi.
Koʻmir, grafit, metallar birinchi tur oʻtkazgichlar hisoblanadi va elektr tokini yaxshi oʻtkazadilar. Bunda oʻtkazgichlarning kimyoviy tarkibi oʻzgarmaydi.
Elektolitlarning eritmalari yoki suyuqlanmalarini tok oʻtganida kationlar katoddan elektronlar biriktirib oladilar, anionlar oʻz elektronlarini anodga beradi. Natijada elektr toki toʻxtovsiz oʻtib turadi. Elektrolitlar ikkinchi tur oʻtkazgichlar boʻlib ulardan elektr toki oʻtganida moddalar parchalanib boshqa moddalarga aylanadi. Ular ana shu xossalari bilan birinchi tur oʻtkazgichlaridan farq qiladilar. Eritmadagi ionlarning konsentrasiyasi qancha koʻp boʻlsa eritma orqali shuncha koʻp tok oʻtadi. Eritma orqali oʻtadigan tok miqdori ion zaryadiga bogʻliq, ya’ni ikki zaryadga ega boʻlgan ionlar 2 baravar ortiq, 3 zaryadli ionlar 3 baravar ortiq elektr miqdorini oʻtkazadi. Ionlarning harakat tezligi turlicha, ba’zilari tez ba’zilari sekin harakatlanadi va shunga koʻra ionlarning tashilishi turlicha. Н⁺, OHionlarining harakatchanligi boshqa ionlarga nisbatan ortiqroq ular elektrolizda elektrodlarga tezroq yetadi, shuning uchun kislota va asoslar eritmasi yaxshi va tez elektrolizlanadi va elektr tokini oʻtkazuvchanligi yaxshi.

Elektrolitlar va elektrodlarning tabiatiga qarab elektroliz turlicha boʻladi. Elektrolitlarning suvdagi eritmalarida elektrolit eritmasidan tashqari Н⁺, OH^– ham boʻladi. Eritma tok manbaiga ulanganida elektrodlarga elektrolit ionlari bilan suv ionlari ham boradi. Kаtodga elektrolitning kationi va suvning vodorod anioni boradi. Katodda qanday ionlar qaytariladi, anodda qanday ionlar oksidlanadi. Bunda ekektrolitning kationlari yoki H⁺ ionlari, elektrolitning anionlari yoki gidrooksid ionlaridan qaysi biri nisbatan aktiv ekanligini bilish zarur. Kationlarning aktivligini rus olimi N.N.Beketov taklif etgan metallarning bir-birini siqib chiqarish qatoriga asosan muvofiq keladigan elektrokimyoviy kuchlanish qatoriga qarab aniqlash mumkin. Аgar elektrolit vodoroddan oldin turgan boʻlsa elektron biriktirib olishi qiyin, shuning uchun u katodda neytralanmaydi, suvning tarkibidagi vodorod ionlari neytrallanadi – оksidlanadi va vodorod atomlari molekulalar hosil qilib katod oldida ajralib chiqadi. Elektrokimyoviy kuchlanish qatoridagi vodoroddan oldin turgan metal kationlari elektrolizda qaytarilmaydi, аluminiydan keyin turgan metall elektrolitlarining suvdagi eritmasida katod oldida metall kationlari neytrallanadi, chunki bu metallar kuchli qaytaruvchi emas. Aluminiyga qadar turgan suyultirilgan birikmalarni elektroliz qilish yoʻli bilan olinadi. Kuchlanish qatoridagi mis, kumush, оltin kationlari elektrolizga oson uchraydi, ular katodda darhol neytrallanadi. Kislorodsiz anionlar kislorodli аnionlarga qaraganda osonroq oksidlanadi. Elektrolit anioni kislorodsiz boʻlsa (F ^–, Cl^–, Br^–, J^–, S^-2, CN^–) anodga elektronlarini berib, erkin holda ajralib chiqadi.