|
Elektrokimyo Reja: Elektrokimyoviy jarayonlar Elektrokimyo fani va uning mohiyati
|
| bet | 2/2 | | Sana | 23.11.2023 | | Hajmi | 80,13 Kb. | | #104250 |
Bog'liq Elektrokimyo Документ Microsoft Word, Ta\'lim sifatini oshirish, ЭТИКА МОРАЛЬ НРАВСТВЕННОСТЬ ЧЕМ РАЗЛИЧАЮТСЯ ЭТИ ПОНЯТИЯ , 11111111, 1270562, worf2, Нujjat 2016 yil 25 yanvar holatiga ЙЎЛ ХАРАКТИ ҚОИДАСИ 2017, 408-ҚАРОР ГАИ ПРАВА, 963-21 gurux talabasi Alimov Jonibek 3-labaratoriya, Лекция-5, 1472219647 64767| Fe + 2AgNO 3 = Fe(NO3)2+ 2Ag
Elektrokimyo fani va uning mohiyati
Metallar va yarim o‘tkazgichlarning tuzilishini, shuningdek ularning elektr o‘tkazuvchanligini o‘rganish fizikaning obyekti hisoblanib, buni kimyo o‘rganmaydi. Elektrokimyoning o‘rganish obyekti– bu ionli sistemalar (ikkinchi tur o‘tkazgichlar) va fazalar orasidagi chegara sirtda yuz beradigan hodisalarni fazalar chegarasining strukturasi va zaryadlangan zarrachalarni tashib o‘tish mexanizmi nuqtai nazardan ko‘rib chiqishdir. Shunday qilib, elektrokimyo– bu kimyo fanlarining bo‘limi bo‘lib, bu fanda ionli sistemalarning fizik-kimyoviy xossalari o‘rganiladi, shuningdek zaryadlangan zarrachalar (elektronlar yoki ionlar) ishtirokida fazalar sirti chegarasi yuzasidagi jarayonlar va hodisalarni o‘rganadi.
Elektrokimyoviy sistemalarga tokning kimyoviy manbalari (galvanik elementlar) va elektroliz amalga oshiriladigan elektrolit vannalar kiradi. Elektr tokining manbalari - galvanik elementlarda kimyoviy energiya elektr energiyasi sifatida ajraladi. Elektrolizda esa aksincha, elektr energiyasi hosil bo‘ladigan moddalarning kimyoviy energiyasini oshirishga sarf bo‘ladi. Elektr va kimyoviy energiyalarni o‘zaro bir-biriga aylanishi zarrachalar (ionlar yoki molekulalar)ni elektronlarni o‘tkazuvchi metall yoki metallmas yuzasi bilan to‘qnashganda va elektrokimyoviy reaksiyalar borishi natijasida yuz beradi. Elektrodlarda boradigan elektrokimyoviy reaksiyalar geterogen jarayonlar hisoblanadi va ularning tezligi moddalarning zarrachalari konsentratrasiyasiga, temperaturaga, reaksiya zonasiga, moddalarning kelib turish tezligiga va reaksiya mahsulotlarining olib ketish tezligiga bog‘liqdir.
Elektrokimyoviy reaksiyalarning o‘ziga xos tomoni shuki, uni tezligi elektrod potensialiga bog‘liqligidir. Elektrod potensiali qiymatini xoxlagan vaqtda o‘zgartirish va shu orqali elektrokimyoviy jarayon tezligini boshqarish mumkin bo‘ladi. Elektrod potensialining manfiy qiymatlarga siljishi katod reaksiyasi tezligi (qaytarilish jarayoni) potensialni musbat qiymatlarga siljishi, anod reaksiyasi (oksidlanish jarayoni) tezligini ortishga olib keladi. O‘z navbatida elektrod reaksiyalarning potensiali elektrod-eritmasi chegarasidagi qo‘sh elektr qavatining tuzilishiga bog‘liqdir. Fazalar chegarasida ion va molekulalarning adsorbsiyasi elektrod reaksiyalari tezligiga kuchli va ma’lum tarzda ta’sir ko‘rsatadi. Elektrod reaksiyalarning tezligini potensialga bog‘liqligi moddalarni elektrokimyoviy usul bilan olishni texnologik jihatdan osonlashtiradi. Bu jarayonni pastroq temperaturada va katta tezlikda amalga oshirish mumkin. Elektrokimyoviy zanjirning xossalari va qonuniyatlarini o‘rganuvchi elektrokimyoning kelib chiqishi birinchi shunday sistemani tuzish bilan bog‘liq. XIXasrning boshlarida Angliyada Daltonning (1801), Fransiyada Gey-Lyussakning (1802), Italiyada Avogadroning (1811) ishlari natijasida gazsimon holatning qonunlari ochildi va atomistik tushunchalar keng rivojlandi. Gessning termokimyo bo‘yicha qilgan ishlari ham ushbu davrga tegishlidir. Galvanik elementlar, elektroliz, elektrolitlarda tokni tashib o‘tish tadqiqotlari tufayli elektrokimyoning asoslari tashkil topgan. 1799-yilda Italiyada Galvani va Volt galvanik element yaratdilar. 1802-yili V.V.Petrov elektr yoyi hodisasini ochdi. 1805-yil Grotgus (Rossiya) elektroliz nazariyasining asoslarini ishlab chiqdi. 1800-yilda Devi moddalarni ta’sirlashishining elektrokimyoviy nazariyasini ilgari surdi va kimyoviy tadqiqotlarda elektrolizni keng qo‘lladi.
Devining o‘quvchisi Faradey 1833-1834-yillarda elektrolizning miqdoriy qonunlarini ta’rifladi. Yakobi 1836-yili (Rossiya) elektroliz jarayonini tajribaga qo‘llash masalalarini hal qilib, galvanoplastikani ochdi. 1791yilda italyan tabiatshunosi L.Galvani yorilgan baqaning fiziologik xossalarini o‘rganaturib tasodifan baqaning muskullari va ikki metalldan iborat o‘ziga xos elektrokimyoviy zanjir tuzdi. O‘zbekistonda elektrokimyo sohasida izlanish olib borgan olimlardan k.f.d., prof. A.Murtazayev (Toshkent farmasevtika instituti) indiy metalli elektrokimyosi bilan shug‘ullangan. K.f.d., prof. F.Qurbonov (Toshkent kimyo texnologiya instituti) metallar korroziyasiga ingibitorlar ta’sirini o‘rganish sohasida ilmiytadqiqot ishlari olib borgan. O‘zR FA Umumiy va noorganik kimyo instituti Elektrokimyo laboratoriyasida L.Siganov, T.Hamidxonova kabi olimlar metallarni elektrokimyoviy yo‘l bilan ajratib olish boyicha ilmiy tadqiqotlar olib borishgan. Toshkent DPU ning Kimyo kafedrasida ham elektrokimyo yo‘nalishi bo‘yicha ilmiy-tadqiqot ishlari olib borilgan.
Profesor P.Qodirov rahbarligida metallarni elektrolitik cho‘ktirishga ultratovush ta`siri o‘rganilgan. Uning shogirdlaridan prof. N.Raxmatullayev va prof. K.Rasulovlar ham elektrokimyo sohasida ishlab dissertatsiya ishlarini muvaffaqiyatli himoya qilishgan. Hozirgi kunda ham kimyo va uni o‘qitish metodikasi kafedrasida elektrokimyoga oid ilmiy-tekshirish ishlari prof. K.Rasulov va talabalar tomonidan amalga oshirilmoqda. Bundan tashqari O‘zbekiston Milliy universitetining “Fizikaviy kimyo” kafedrasida metallar korroziyasini elektrokimyoviy tadqiq qilish bo‘yicha professor. H.Akbarov rahbarligida ilmiy izlanishlar olib borilmoqda, hamda “Analitik kimyo” kafedrasida ham elektrogravimetrik analiz bo‘yicha ilmiy tadqiqot ishlari prof. Z.Smanova rahbarligida olib borilmoqda. Ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik bir-biridan 1 sm uzoqlikdagi elektrodlar o‘rtasida joylashib, tarkibida 1 ekvivalent erigan modda bo‘lgan eritmaning elektr o‘tkazuvchanligidir. Eritmalarning ekvivalent elektr o‘tkazuvchanligi uni suyultirilganda oshib boradi, chunki elektrodlar orasidagi elektrolit miqdori o‘zgarmaydi, suyultirish bilan hosil bo‘ladigan ionlar soni ortadi, hamma ionlar elektrodlar orasida qolib, elektron tashishda qatnashadi. Binobarin, eritma ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlikni suyultirishda ortib borishi elektrolitik dissotsilanish darajasi bilan ifodalanadi.
Aqliy hujum savollari
1. Elektrodlar necha xil bo‘ladi?
2. Elektroliz deb nimaga aytiladi?
3. Elektroliz bo‘yicha qaysi olimlar ish olib borishgan?
Elektr o‘tkazuvchanlik elektrolit suyultirilgani sari ma’lum chegaraga yetadi va doimiyligicha qoladi. Bu chegara qiymat cheksiz suyultirilgandagi elektr o‘tkazuvchanlik deb atalib ∞ bilan belgilanadi. Elektr o‘tkazuvchanlik hodisasini o‘rganish shuni ko‘rsatdiki, har xil elektrolitlar olib, ular cheksiz suyultirilganda, ionlanish darajasi 1 ga teng bo‘lganda, ular har xil qiymatdagi ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlikka ega bo‘ladilar. Buni elektrolitlarning turli ionlari- elektr tokini tashuvchilar bir xil bo‘lmagan tezliklarda harakat qiladilar. Elektrolitning cheksiz suyultirilgandagi elektr o‘tkazuvchanligi ionlar harakatchanligining yig‘indisiga teng. Eritma ekvivalent elektr o‘tkazuvchanligini va ionlar harakatchanligi qiymatini aniqlab, ionlanish darajasi qiymatini formula bo‘yicha. Elektrokimyoning o‘rganish ob`ekti- bu ionli sistemalar (ikkinchi tur o‘tkazgichlar) va fazalar orasidagi chegara sirtda yuz beradigan hodisalarni fazalar chegarasining strukturasi va zaryadlangan zarrachalarni tashib o‘tish mexanizmi nuqtai nazardan ko‘rib chiqishdir. Shunday qilib, elektrokimyo– bu kimyo fanlarining bo‘limi bo‘lib, bu fanda ionli sistemalarning fizik-kimyoviy xossalari o‘rganiladi, shuningdek zaryadlangan zarrachalar (elektronlar yoki ionlar) ishtirokida fazalar sirti chegarasi yuzasidagi jarayonlar va hodisalarni o‘rganadi. Elektrokimyoviy sistemalarga tokning kimyoviy manbalari (gal’vanik elementlar) va elektroliz amalga oshiriladigan elektrolit vannalar kiradi. Elektr tokining manbalari- gal`vanik elementlarda kimyoviy energiya elektr energiyasi sifatida ajraladi.
Elektrolizda esa aksincha, elektr energiyasi hosil bo‘ladigan moddalarning kimyoviy energiyasini oshirishga sarf bo‘ladi. Elektr va kimyoviy energiyalarni o‘zaro bir-biriga aylanishi zarrachalar (ionlar yoki molekulalar)ni elektronlarni o‘tkazuvchi metall yoki metallmas yuzasi bilan to‘qnashganda va elektrokimyoviy reaksiyalar borishi natijasida yuz beradi. Elektrodlarda boradigan elektrokimyoviy reaksiyalar geterogen jarayonlar hisoblanadi va ularning tezligi moddalarning zarrachalari konsentratrasiyasiga, temperaturaga, reaksiya zonasiga, moddalarning kelib turish tezligiga va reaksiya mahsulotlarining olib ketish tezligiga bog‘liqdir. Elektrokimyoviy reaksiyalarning o‘ziga xos tomoni shuki, uni tezligi elektrod potensialiga bog‘liqligidir. Elektrod potensiali qiymatini xoxlagan vaqtda o‘zgartirish va
shu orqali elektrokimyoviy jarayon tezligini boshqarish mumkin bo‘ladi. Elektrod potensialining manfiy qiymatlarga siljishi katod reaksiyasi tezligi (qaytarilish jarayoni) potensialni musbat qiymatlarga siljishi, anod reaksiyasi (oksidlanish jarayoni) tezligini ortishga olib keladi. O‘z navbatida elektrod reaksiyalarning potensiali elektrod-eritmasi chegarasidagi qo‘sh elektr qavatining tuzilishiga bog‘liqdir. Fazalar chegarasida ion va molekulalarning adsorbsiyasi elektrod reaksiyalari tezligiga kuchli va ma’lum tarzda ta’sir ko‘rsatadi. Elektrod reaksiyalarning tezligini potensialga bog‘liqligi moddalarni elektrokimyoviy usul bilan olishni texnologik jihatdan osonlashtiradi. Bu jarayonni pastroq temperaturada va katta tezlikda amalga oshirish mumkin.
Elektrokimyoviy zanjirning xossalari va qonuniyatlarini o‘rganuvchi elektrokimyoning kelib chiqishi birinchi shunday sistemani tuzish bilan bog‘liq. 1791yilda italyan tabiatshunosi L.Gal’vani yorilgan baqaning fiziologik xossalarini o‘rganaturib tasodifan baqaning muskullari va ikki metalldan iborat o‘ziga xos elektrokimyoviy zanjir tuzdi. 9 4-ilоvа 1800 yilda boshqa italyan olimi A.Vol`ta birinchi marta tokning kimyoviy manbaini “vol`ta ustunlari”ni konstruksiya qildi, u manbai o‘z tuz eritmalari bilan ho‘llangan kumush va qalay elektrodlardan iborat edi. Shu hodisalardan keyin elektrokimyoviy zanjirning o‘ziga xos xossalari yangi fan- elektrokimyoning o‘rganish sohasi bo‘lib qoldi. Nazariy elektrokimyoning rivojlanishi elektrokimyoviy metodlarni texnikada qo‘llashga imkon berdi. Sanoatning katta sohasi- amaliy elektrokimyo mavjud bo‘lib, unga elektrometallurgiya, galvanotexnika, noorganik va organik moddalar sintezi, elektr tokining kimyoviy manbalarini ishlab chiqarish, metallarni elektrokimyoviy ishlash, metallarni eletrokimyoviy yo‘l bilan korroziyadan himoyalash kabilar kiradi. Bu “elektrokimyo” bo‘yicha tanlov kursining vazifasi bo‘lajak kimyo fani o‘qituvchilarini tekshirish va analizning elektrokimyoviy metodlari, uning nazariy masalalari elektrokimyoning qo‘llash sohalariga yo‘naltirish bo‘yicha jiddiy tayyorlashni ta’minlashdan iborat. Elektrokimyo oksidlanish-qaytarilish jarayonlari va ularni borish mexanizmlarini chuqur bilishga imkon beradi. Bo‘lajak kimyo fani o‘qituvchilari o`rta umumta’lim maktablari, kasb-hunar kollejlari va akademik litseylarda elektrokimyo bo‘yicha fakul`tativ kurs yoki kimyo to‘garagi o‘tkazish uchun tayyorlangan bo‘lishlari kerak, bu esa o‘z navbatida bu fanning katta nazariy va amaliy ahamiyatga ega ekanligini ifodalaydi.
O`zbekistonda metallarni elektroliz yordamida olinadigan korxonalar mavjud bo`lib, ulardan biri Olmaliq tog metallurgiya kombinatidir. Bu kombinat tarkibidagi rux zavodida olingan rux oksidi sul’fat kislotada eritiladi va hosil bo‘lgan rux sul’fat eritmasidan elektroliz qilish yo‘li bilan rux metallik elektrorafinatsiya sexida elektroliz orqali toza mis olinadi. O‘zbekistonda elektrokimyo sohasida izlanish olib borgan olimlardan k.f.d., prof. A.Murtazayev (Toshkent farmasevtika instituti) indiy metalli elektrokimyosi bilan shug‘ullangan. K.f.d., prof. F.Qurbonov (Toshkent kimyo texnologiya instituti) metallar korroziyasiga ingibitorlar ta’sirini o‘rganish sohasida ilmiytadqiqot ishlari olib borgan. O‘zR FA Umumiy va noorganik kimyo instituti Elektrokimyo laboratoriyasida L.Siganov, T.Hamidxonova kabi olimlar metallarni elektrokimyoviy yo‘l bilan ajratib olish boyicha ilmiy tadqiqotlar olib borishgan. Toshkent DPU ning Kimyo kafedrasida ham elektrokimyo yo‘nalishi bo‘yicha ilmiy-tadqiqot ishlari olib borilgan. Profesor P.Qodirov rahbarligida metallarni elektrolitik cho‘ktirishga ultratovush ta`siri o‘rganilgan. Uning shogirdlaridan prof. N.Raxmatullayev va prof.
Xulosa
Xulosa qilib aytganda, sistemaning oksidlanish-qaytarilish potensiali qanchalik katta bo’lsa, metallning oksidlangan shakli shunchalik kuchli oksidlovchi xossaga ega bo’ladi. Elektrod potensial elektronlaming eritmaga o’lishga intilish jarayonining nisbiy o’lchami bo’ladi. Shu sababli, bu jarayonlarni oksidlanish-qaytarilish emas, oksidlanish potensiali deb atash o ‘rinli bo’lar edi va shu bilan birga, umumiy jarayonni esa oksidlanish- qaytarilish muvozanati, sistemasi va hokazo deb atash kerak.
Foydalanilgan adabiyotlar
1.Q.R. Rustamov “Fizik kimyodan amaliy mashg`ulotlar “T., 2000 yil.
2.H.I.Akbarov ,B.U.Sagdullayev,A.J.Xoliqov “Fizikaviy kimyo”, T., 2019 yil. 3.Raymond Chang. General Chemistry: The Essential Concepts 5th Edition, McGraw-Hill Education; England 2013.
4. Yoriyev O.M. Fizikaviy kimyo, o`quv qo`llanma ,Т-2013. 5.A.Abdusamatov,A.Rahimov, S.Musayev “Fizikaviy kolloid kimyo”, T., 1992 yil. 6.S.Musayev, N.B.Boboyev “Fizikaviy kolloid kimyo”, T., 2004 yil.
7.N.K. Olimov “Fizikaviy va kolloid masalalar yechish”,T. “O`qituvchi”, 2001 yil. 8.T.X.Xoldorova “Fizikaviy kimyodan masalalar yechish”, T., 1993 yil.
9.M.U.Sodiqov “Fizikaviy kimyo” ma`ruzalar matni, Nizomiy - 2001 yil.
10. Парпиев Н.А., Раҳимов Ҳ.Р., Муфтахов А.Г. Анорганик кимё назарий асослари. Т.: Ўзбекистон. 2000
|
| |
