Berdaq nomidagi qoraqolpoq davlat universiteti

I.2 Elektrokimyo
Elektrokimyo — fizik kimyoning tarkibida ionlari bo’lgan sistemalarni (eritmalar, suyuqlanmalar va qattiq elektrolitlar), shuningdek, 2 faza chegarasida zaryadli zarralar (ionlar va elektronlar) ishtirokidagi jarayonlar va hodisalarni o’rganadigan bo’limi. Odatda, fazalardan biri metall yoki yarimo’tkazgich, ikkinchisi esa eritma yoki elektrolit suyuqlanmasi yoxud qattiq elektrolit bo’ladi. Aksari hollarda bu 2 fazaning o’zaro taʼsirida elektr toki hosil bo’ladi. Shu sababli elektrokimyo elektr toki hosil bo’lishi yoki aksincha kimyoviy birikmalarga elektr tokining taʼsiri natijasida kechadigan fizikkimyoviy jarayonlarni o’rganadigan fan deb hisoblanadi.
Elektr toki va kimyoviy hodisalarning o’zaro bog’liqligi borasidagi ilk tadqiqotlar 18-asrning 2-yarmiga taalluqli. Lekin bu tadqiqotlar o’sha davrda kuchli elektr manbalari bo’lmagani bois tasodifiy tavsifga ega. Bunday manba 18—19-asrlarda L. Galʼvani va A. Volgpa ishlari natijasida paydo bo’ldi va shu sababli Elekrokimyoni ularning nomlari bilan bog’laydilar. Keyinchalik galvanik elementlar deb nom olgan mukammalroq kimyoviy tok manbalari ishlab chiqildi. Ulardan foydalanib fizika sohasida ko’pgina kashfiyotlar qilindi, elektr va magnetizmning qator asosiy qonunlari ochildi. 19-asrning 60- yillarida dinamomashinalarning kashf etilishi natijasida galvanik elementlar elektr manbalari sifatida o’z ahamiyatini yo’qotdi; 20-asrda yarimo’tkazgichli radiotexnika, mikroelektronika, kosmik texnikaning rivojlanishi bilan ularga bo’lgan yangi qiziqish paydo bo’lgan. Hozirgi vaqtda avtonom kimyoviy tok manbalarining roli yanada ortdi. Galvanik elementdagi elektr yurituvchi kuch (EYUK) mohiyatini tushuntirish uchun energiyaning saqlanish qonuni ochilgandan so’ng V. Nernst ishlarida to’la to’kis ifodalangan kimyoviy nazariya olg’a surildi. Bu nazariyaga muvofiq, galvanik elementdagi elektr energiyaning manbai metall elektrod va elektrolit eritmalari chegaralarida sodir bo’ladigan kimyoviy reaksiyalar energiyasidir. Gibs — Gelmgoltsning termodinamik tenglamasi galvanik element EYUKni reaksiyaning issiqlik effekti va temperatura bilan bog’lash imkoniyatini, Nernst tenglamasi (1888) esa EYUKning elektrolit konsentratsiyasiga termodinamik bog’liqligini ko’rsatadi. Keyinchalik Nernst nazariyasi baʼzi hollarda amaliyotga to’g’ri kelmasligi aniqlandi. 20-asrning 30—40- yillarida A.N.Frumkin Volta va Nernst ishlarini rivojlantirish natijasida galvanik element EYUK paydo bo’lish mexanizmining to’g’ri yechimini topdi. 19-asr boshlarida elektrolizning ochilishi, suvning vodorod va kislorodga ajralishi (A. Karleyl va U. Nikolson), NaOH va KOH dan ilk bor metall holdagi natriy va kaliy olinishi (G. Devi, 1807), elektrolizning miqdoriy qonunlari (Faradey qonunlari) aniqlanishi elektrokimyo rivojlanishiga katta hissa qo’shdi. 1838 yilda B.S. Yakobining galvanik elementni mukammallashtirish borasidagi ilmiy tadqiqotlari natijasida metall tuzlarini elektrokimyoviy usulda qaytarib katodda sof metall olib galvanotexnikaga asos solindi. Hozirgi vaqtda suv, tuzlarning suvdagi eritmalari va organik moddalarni metall ajratmasdan elektroliz qilishga asoslangan kuchli elektrokimyoviy ishlab chiqarish mavjud.
Organik moddalarni elektrosintez qilish (Kolbe reaksiyasi), elektrolit eritmalarining tuzilish nazariyasi (Kolraush qonuni), elektrolitik dissotsiatsiya nazariyasi (S. Arrenius, 1887), ionlarning solvatatsiyasi (tuzlanish) to’g’risidagi tasavvurlar (I.A. Kablukov, 1891), ionlarning o’zaro elektrostatik taʼsiri (Debay — Xyukkel nazariyasi) metallar korroziyasi va undan himoyalanish va boshqalar elektrokimyo rivojlanishida muhim ahamiyatga ega bo’ldi.
Elektrokimyoning tarixiy rivojlanishiga asoslanib zamonaviy nazariy elektrokimyo quyidagi bo’limlarga ajratiladi:
1) elektrolitlarning tuzilishi va ularning elektr o’tkazuvchanligi;
2) elektrod va eritma chegarasidagi elektrokimyoviy muvozanat;
3) elektrokimyoviy reaksiyalar tezligi. 20-asr oxirlarida elektrokimyoning yangi mustaqil bo’limi — 2 ta ionli sistema chegarasidagi muvozanatlar va membrana jarayonlarini o’rganish yuzaga keldi.
Elektrokimyoning rivojlanishi elektrotexnika, radiotexnika, mikroelektronika va kompyuter texnikasi yutuqlari bilan uzviy bog’liq bo’lib, bu tarmoqlar asosida elektrokimyoviy sistemalarni o’rganishning ko’pgina usullari ishlab chiqildi. Elektrokimyo zamonaviy asbobsozlikda ham muhim ahamiyatga ega. Elektrokimyoning amaliy bo’limlaridan biri — xemotronika — elektron yacheykalarni elektron sxemalarda qo’llash muammolari bilan shug’ullanadi.
Elektrokimyo usullari faollik koeffitsiyentlarini, kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effektlarini aniqlashda, turli sistemalardagi muvozanat konstantlarini topishda, analitik kimyoda keng qo’llanadi. Elektrokimyo kolloid kimyo bilan ham uzviy bog’liq. Elektrokimyo va biologiya chegarasida yangi ilmiy soha — bioelektrokimyo paydo bo’ldi; fotoelektrokimyo ham alohida yo’nalish sifatida ajratiladi.
O’zbekistonda elektrokimyoning rivojlanishiga A. M. Murtazayev, A. G. Siganov va boshqalar katta hissa qo’shdilar. "Elektrokimyosanoat", Uzbekiston issiqbardosh materiallar kombinati, Olmaliq konmetallurgiya kombinati, Toshkent aviatsiya zavodi, Toshkent qishloq xo’jaligi mashinalari zavodi, "Foton" va boshqalar ko’pgina korxonalarda elektrokimyo jarayonlarini qo’llab mahsulotlar ishlab chiqariladi.