74
2.6. ELEKTROLİT MƏHLULLARINDA ELEKTRİK CƏRƏYANI. ELEKTROLİZ QANUNU
Məhlulları (və ya ərintiləri) elektrik cərəyanını keçirən
maddələr (duz, turşu və qələvi)
elektrolitlər adlanır.
Suda həll olmuş molekulların parçalanması zamanı müsbət və
mənfi ionların
yaranma prosesi elektrolitik dissosiasiya adlanır.
Elektrolitdə elektrik cərəyanı müsbət və mənfi ionların nizamlı hərəkətidir.
Elektrolitdən cərəyan keçərkən elektrodlar üzərində maddə ayrılması prosesi
elektroliz adlanır.
Elektroliz zamanı elektrodlar üzərində ayrılan maddənin kütləsi elektrolitdən keçən
elektrik yükünün miqdarı ilə düz mütənasibdir. İngilis alimi
M.Faradeyin müəyyən
etdiyi e
lektroliz qanunu adlanan bu asılılıq riyazi şəkildə belə ifadə olunur:
m = k ∙ q və ya m = kIt.
Burada m – elektrod üzərində ayrılan maddənin kütləsi, q – elektrolitdən keçən elektrik
yükünün miqdarı, k – mütənasiblik əmsalı olub maddənin elektrokimyəvi ekvivalentidir.
Maddənin elektrokimyəvi ekvivalenti ədədi qiymətcə elektrolitdən 1 Kl yük keçərkən
elektrod üzərində ayrılan maddənin kütləsinə bərabərdir. Elektrokimyəvi ekvivalent
müxtəlif maddələr üçün müxtəlif qiymətə malikdir.
İnsan ürəyindən cansız avtomobillərə, pleyer və mobil telefonlara qədər
bütün müasir cihazların ayrılmaz hissəsi elektrokimyəvi cərəyan
elementi və müxtəlif akkumulyatorlardır.
Yüksək temperaturda əridilən boksitdən elektroliz üsulu ilə adi kola
bankasından tutmuş aviasiya sənayesində istifadə olunan alüminium
istehsal edilir. Ətrafımızda, demək olar, hər şey
qızıl suyu ilə örtülmüş
üzük və sırğadan, bahalı avtomobillərin xromlanmış barmaqlıqlarına
qədər elektrolit məhlullarından keçmişdir. Təsadüfi deyildir ki, bu
hadisəni xüsusi elm –
elektrokimya adlandırılan elm sahəsi öyrənir.
Bəs bu
hadisənin
fiziki əsası nə-
dən ibarətdir?
Elektroliz hadisəsi. Araşdırmadan aşağıdakı nəticəyə gəlmək olar:
1. Mayelər də qazlar kimi həm dielektrik, həm də naqil ola bilir.
Məhlulda elektrik cərəyanını hansı
yükdaşıyıcılar təmin etdi?
Təchizat: sabit cərəyan mənbəyi (BC-24 düzləndiricisi),
elektrolitik vanna, distillə edilmiş su,
duzu, amper-
metr,
voltmetr, açar, reostat, birləşdirici naqillər.
İşin gedişi:
1. Verilən sxemə əsasən elektrik dövrəsi yığın.
2. Elektrolitik vannaya distillə edilmiş su tökün və dövrəni qapayın. Elektrik ölçü
cihazlarının göstəricilərinə diqqət yetirin.
3. Açarı açın, suya bir qədər
duzu əlavə edib dövrəni yenidən qapayın. Elektrik
ölçü cihazlarının göstəricilərini izləyin.
Nəticənin müzakirəsi:
Təcrübədən hansı nəticəyə gəldiniz?
Suya
duzu əlavə etdikdə elektroliz hadisəsinin başvermə prosesini izah edin.
Duzlu su məhlulunda elektrik cərəyanını hansı yükdaşıyıcılar təmin etdi?
• KEÇDİKLƏRİNİZİ XATIRLAYIN •
Fizika – 9
ARAŞDIRMA
1
LAYİHƏ
75
2.
duzunun suda həll olması nəticəsində
elektrolitik dissosiasiya hadisəsi baş
verir
. M
əhlulda sərbəst yükdaşıyıcılar
müsbət mis (
) və mənfi xlor (
) ionları
əmələ gəlir. Dövrə qapandıqda müsbət ionlar katoda, mənfi ionlar isə anoda doğru hərəkət
edərək məhluldan cərəyan keçməsini təmin edir. Buradan nəticə
olaraq elektrolitə belə bir
tərif vermək olar
:
Elektrolit
dissosiasiya etmiş ionlar hesabına elektrik cərəyanı keçirən maddə,
ərinti və ya məhluldur.
Elektrolitlər
məhlulda (və ya ərintidə) tamamilə, yaxud qismən ionlardan ibarət
olan bərk və ya maye maddələrdir.
Elektrik cərəyanı ionların nizamlı hərəkəti hesabına yarandığından belə keçi-
ricilik ion keçiriciliyi adlanır.
3. Dövrə qapandıqda anoda çatan
ionları artıq elektronunu elektroda verib oksid-
ləşmə reaksiyası ilə neytrallaşır və anodun səthində qaz qabarcıqları formasında ayrılır:
2Cl
–
– 2e
–
→ Cl
2.
Katoda çatan
ionları isə bu elektroddan iki elektron alaraq neytral mis ato-
muna çevrilir və katod üzərində yığılaraq mis təbəqəsi yaradır
: Cu
2+
+ 2e
–
→ Cu
0
.
Elektroliz hadisəsi baş verir.
Deməli, elektrolit məhlulundan cərəyanın keçməsi elek-
trodda maddə ayrılması ilə nəticələnir.
Elektrolitdən keçən cərəyan şiddəti məhlulun sabit müqavimətində gərginlikdən
xətti asılıdır
elektrolit məhlulları üçün Om qanunu ödənilir
(a)
. Lakin xətti asılılıq
koordinat başlanğıcından keçmir, bir qədər sağa sürüşür. Bu onunla izah edilir ki,
elektrolizdə gərginliyin müəyyən qiyməti elektrolit məhluluna batırılan elektrodların
polyarlaşmasına sərf olunur.
Elektrodların polyarlaşması – elektroliz prosesində elektrod-
ların yükünün tarazlıq qiymətindən kənara çıxmasıdır. Pol-
yarizasiya nəticədə elektrodların potensiallarının da tarazlıq
qiymətlərindən kənara çıxması baş verir.
Elektrolitin müqaviməti temperatur artdıqca xətti azalır,
çünki temperatur artdıqda elektrolit məhlullarında zərrəciklərin
istilik hərəkəti intensivləşir və onunla əlaqədar dissosiasiya
dərəcəsi artır
(b)
:
=
(1
).
Burada
− müqavimətin temperatur əmsalıdır, o, mənfi
qiymətə malikdir,
− elektrolitin 0 -də xüsusi müqavimətidir.
Elektroliz qanunu. Qanun 1836-cı ildə ingilis alimi M.Faradey
tərəfindən irəli sürülmüşdür. O, elektroliz hadisəsində kəmiyyətlər
arasındakı asılılığın qanunauyğunluğunu müəyyən edir. Həmin
asılılıqları biz də müəyyən edə bilərik. Bunun üçün ionun kütləsini
,
∆ müddətində
elektroda çatan ionların sayını isə ilə işarə etsək, həmin müddətdə elektrodda ayrılan
maddənin kütləsi belə olar:
=
∙
. (1)
İonun kütləsi kimyəvi elementin molyar kütləsinə əsasən hesablanır:
=
. (2)
Burada
− Avoqadro ədədi, −kimyəvi elementin molyar kütləsidir.
(b)
(a)
ρ
ρ
0
0
LAYİHƏ