«Бейорганикалық химияның фундаменталды сұрақтары» пәнінен дәрістер жинағы Әдістемелік нұСҚау шымкент, 2015 ж
жүктеу/скачать 1.65 Mb.
|
| Гальваникалық элемент.
Әртүрлі металл электродтардағы электродтық потенциалдардың ай ырмашылығы гальваникалық элементті (ГЭ) –құрастыруға мүмкіндік береді, мұндағы яғни жүйедегі химиялық реакцияның энергиясы электрондық энергиясына айналады. Электролиттік кілтпен жалғанған және өздеріне сәйкес тұздардың ерітіндісіне батырылған екі металл-гальваникалық элемент құрайды. Электродтарда жүретін таңдалған металдардың электродтық потенциалдарының айырымы (әртүрлілігі) мен сонда жүретін химиялық өзгерістер жүріп жатады. Мыс-мырыш гальваникалық элементін қарастырайық ZnSO4-ерітіндісіне батырылған цинк электродында атомның иондарға тотығуы басталады (цинктың еруі) Zn-2e=Zn2+ Электрондар сыртқы ортада болады. Цинк – электрондар көзі. CuSO4 ерітіндісіне батырылған мыстан жасалған электродта иондардың тотықсыздануы жүреді (электродтың бетінде қалады) Cu2++2e=Cu Сонымен қатар SO42- иондарының бір бөлігі Zn SO4 ерітіндісі бар ыдысқа тесік қалқан арқылы ауысады. Үрдіс теңдеуін және теңдеулерін қосу арқылы табамыз Zn-2e=Zn2+ (анодты үрдіс) Cu2++2e=Cu (катодты үрдіс) немесе молекулалық түрде Zn+Cu SO4= ZnSO4+ Cu Бұл қарапайым тотығу-тотықсыздану реакиясы. Мұндай гальваникалық элементтің электродтық энергиясы химиялық реацияның арқасында пайда болады. Цинк электродтары сыртқы ортадан түсетін электрондар көзі-теріс болып, ал мыс элетродтары оң зарядты деп есептеледі. Электродтың атауы – онымен жүзеге асатын реакцияның түрімен аталады: тотығу үрдісі өтетін электрод –анод деп, ал тотықсыздану үрдісі өтетін электрод катод деп аталады. Қарастырайық деп отырған элементте цинк – анод (А), мыс – катод (К) гальваникалық элементті қысқаша электрохимиялық схема түрінде жазуға болады: A(-)ZnZn2+Cu2+ Cu(+)K. Мұндағы бір сызық электрод пен электролит арасындағы шекараны көрсетеді, екі сызық электролиттер арасындағы шекараны, ішіндегі иондар таңбасы жоғарылады. Мұндағы бір ескере кететін жағдай – анод сол жақтан, ал катод оң жақтан жазылады. Гальваникалық элементтің жұмыс істеуіне қажетті шарт-эл ектродтардағы потенциалдар айырымы, ол гальваникалық элементтің электр қозғаушы күші (ЭҚК) деп аталады. Әрбір жұмыс істейтін электр қозғалту күші – оң таңбалы болады. кез-келген бейметалдық элементтің электр қозғалту күші электродтың потенциалдардың Айырымынан есептеп алуға болады. ол үшін үлкен оң мәннен кішісін алып тастау керек. мысты-цинк элементтің электр қозғалту күші мыс потенциалы мен цинк потенциалының айырымына тең, яғни E =Е0CU2+Cu0 +Е0 Zn+2 Zn0=+0,34B-(-0,76B)=1,1B Мысалы: темір-мысты гальваникалық элементтің жұмысын анықтау керек. E0Fe =-0,44В және E0Cu=0,337В екені белгілі. Шешуі: темір иондары ерітіндіде Fe2+ зарядын, ал мыс иондары Cu2+ -қа тең. Сондықтан темір-мыс электроды Fe0Fe2+Сu2+Сu0 схемасымен жазылады. мұндағы темір-анод, ал мыс-катод. сонда ЭҚК=E0Cu-E0Fe=+0,337B-(0,44B)=0,777B Fe0-2e=Fe2+-анодты процесс, Сu2++2e=Сu0 –катодты процесс. Берілген гальваникалық элемент жұмысында анодтық бұзылуы, яғни темір электродының ыдырауы болады. Электролиз деп – ерітінді немесе электролиттің балқымасы арқылы электр тоғы өткен кездегі тотығу – тотықсыздану реакциясын айтады. Электродтағы химиялық реакциялар электр энергиясы арқылы өтеді. Электролиз кезінде катод – тотықсыздандырғыш, ол катиондарға электрондар береді. Ал анод – тотықтырғыш, өйткені ол атомдардан электрондарды алады. Электрлік тотығының тотығу – тотықсыздану реакциясы, химиядағы тотығу – тотықсыздану реакциясынан әлдеқайда күшті. Электролиз кезіндегі электродтық үрдістерге және оның жүруіне электролизденетін заттың құрамы, еріткіш, электрод материалы және электролиз жағдайы әсер етеді. Ең бірінші балқымалар жағдайы мен ерітіндідегі электролизді айыра білу керек. Соңғысында су молекулалары қатысады. жүктеу/скачать 1.65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|