Metallarning elektrod potensiali va kuchlanish qatori
Mеtall elеktrolit eritmasiga tushirilsa mеtall bilan elektrolit eritmasi chеgarasida potеnцiallar ayirmasi hosil bo’ladi. Ana shu potецiallar ayirmasi, mеtallning elektrod potеnцiali dеyiladi.
Mеtalning elektrod potеnцiali mеtallarning xossasiga, eritmadagi mеtall ionlarining konsentratsiyasiga va absolyut tеmpеraturaga bog’liq bo’ladi. Bu bog’liqlik Nеrnst formulasi orqali quyidagicha ifodalanadi:
E - mеtallarning elektrod potеnцiali;
E0- mеtallarning normal potеnцiali;
C - eritmadagi mеtall ionlarining konsentratsiyasi;
n- eritmadagi mеtall ionlarining oksidlanish darajasi.
Ikkita bir xil mеtall elektrod shu mеtallning turli konsentratsiyali tuzi eritmalariga tushirilsa ham galvanik element hosil bo’ladi va ularni konцеntraцion galvanik elementlarl dеyiladi. Konцеntraцion galvanik elementlarlning ЭYUK ini topish uchun ham ularning katod potеnцiallaridan anod potеnцiallarini ayirish kеrak.
1-misol. Nikel nitrat eritmasiga tushirilgan nikel elektrod va mis (II)-nitrat eritmasiga tushirilgan mis elektroddan tashkil topgan galvanik elementning elektrodlarida boradigan jarayonlarning tеnglamalarini yozing.
Yechish: Nikel metallarning kuchlanish qatorida misdan oldin turgani uchun qaytaruvchi, mis ioni esa oksidlovchi bo’ladi. Shunga ko’ra nikel manfiy elektrod - anod, mis musbat elektrod - katod bo’ladi. Anodda nikel oksidlanadi:
Ni - 2e = Ni2+ (oksidlanish)
katodda:
Cu2++2e = Cu0 (qaytarilish)
jarayonlari boradi. Ikkala jarayon umumiy ko’rinishda quyidagicha yoziladi:
Ni0 + Cu2+ = Ni2+ + Cu0
yoki:
Ni + Cu(NO3)2 = Ni(NO3)2 + Cu
2-misol. Rux plastinkasi 0,01M ZnSO4 eritmasiga tushirilgan. Ruxning elektrod potensialini toping.
Yechish: Metall botirilgan eritmaning konsentratsiyasi 1M dan katta yoki kichik bo’lsa, elektrodning elektrod potensiali (E) Nernst formulasi bo’yicha topiladi:
bundan:
C = 0,01M yoki C = 10-2 M.
Jadvaldan ruxning normal elektrod potensiali (E0) ni topamiz. Е0 = 0,76 V ga teng. Formulaga tegishli qiymatlarini qo’ysak:
kelib chiqadi.
3-misol. Quyidagi sxema bilan ifodalangan galvanik elementning ЭYUK ni hisoblang.
(-) Ni/Ni2+ (0,01M) Ag+ (2M) Ag (+)
Yechish: Nernst formulasidan foydalanib berilgan konsentratsiyali eritmalarga to’g’ri keladigan nikel va kumushning elektrod potensiallarini topamiz. Nikel elektrodi uchun:
Kumush elektrodi uchun:
0,784 -0,308 bo’lgani uchun
ЭYUK = 0,784-(-0,308) = 1,092 V
4-misol. Galvanik elementning elektrodlari ikkita kumush plastinkadan iborat. Ularning biri AgNO3 ning 0,1 M eritmasiga, ikkinchisi esa 0,001 M eritmaga tushirilgan. Shu konsentratsion elementning ЭYUK ni toping.
Yechish: Nernst formulasidan foydalanib, har xil konsentratsiyali ikki eritmaning har biriga to’g’ri keladigan kumushning elektrod potensiallarini hisoblaymiz. 0,1M eritma uchun:
0,001M eritma uchun:
0,742 V 0,626 V bo’lgani uchun:
ЭYUK = 0,742 - 0,626 = 0,116 V
Mustaqil yechish uchun masalalar
1. Anodi rux bo’lgan galvanik elementning sxemalarini tuzing. Elektrodlarda boradigan jarayonlarning elektron tenglamalarini yozing.
2. Birida katodi kadmiy, ikkinchisida esa anodi kadmiy bo’lgan ikkita galvanik element sxemalarini tuzing, elektrodlarda sodir bo’ladigan jarayonlarning elektron tenglamasini tuzing.
3. Birida mis-katod, ikkinchisida mis-anod bo’gan ikkita galvanik element sxemalarini tuzing. Elektrodlarda sodir bo’ladigan jarayonlarning elektron tenglamasini yozing.
4. Temir va mis plastinkalari sulfat kislota eritmasiga botirilgan va ular tashqi o’tkazgich (sim) orqali bir-biri bilan tutashtirilgan. Shunday yo’l bilan hosil qilingan galvanik element ishlaganda elektrodlarda boradigan jarayonlarning elektron tenglamalarini tuzing.
5. Galvanik elementlarning birida nikel katod, ikkinchisida anod vazifasini bajaradi. Shu ikki galvanik elementlarning sxemalarini tuzing. Elektrodlarda sodir bo’ladigan jarayonlarning elektron tenglamasini yozing.
6. a) alyuminiy plastinka 0,005M Al2(SO4)3 eritmasiga; b) rux plastinka 0,002M ZnSO4 eritmasiga tushirilgan. Alyuminiy va ruxning elektrod potensiallarini toping.
7. a) mis plastinka 0,001M Cu(NO3)2 eritmasiga; b) kumush plastinka 0,01M AgNO3 eritmasiga tushirilgan. Mis va kumushning elektrod potensiallarini toping.
8. a) rux plastinka deцimolyar rux tuzi eritmasiga; b) alyuminiy plastinka millimolyar alyuminiy tuzi eritmasiga tushirilgan. Alyuminiy va ruxning elektrod potensiallarini toping.
9. O’z tuzlarining 1M li eritmalariga tushirilgan magniy va temir plastinkalaridan tuzilgan galvanik elementning ЭYUK ini hisoblang. Elektrodda boradigan jarayonlarning elektron va molekulyar tenglamalarini yozing.
10. NiSO4 ning 0,2M eritmasiga tushirilgan nikel elektrod bilan CuSO4 ning 0,2M eritmasiga tushirilgan mis elektroddan tuzilgan elementning ЭYUK ni hisoblang. Bu galvanik element ishlaganda sodir bo’ladigan jarayonlarning elektron va molekulyar tenglamalarini yozing.
|
