Elektr yurituvchi kuch va uning ahamiyati

II-BOB. ELEKTR YURITUVCHI KUCH
2.1-§. Elektr yurituvchi kuch va elektroddagi jarayonlar

Agar metall suvga tushirilsa, undagi ionlar erituvchi (suv)ning qutblangan molekulalari ta`sirida kristall panjaralaridan uzilib, suvga о`tadi. Kationlarning eritmaga о`tishi natijasida metall sathida ortiqcha elektronlar tо`planib, uni manfiy zaryadlaydi [25]. Metall sathiga yaqin turgan suyuqlik qatlamida kationlarning jamlanishi tufayli eritma musbat zaryadlanadi. Natijada plastinka sathidagi elektronlar va suyuqlik qatlamidagi kationlardan tashkil topgan qо`sh elektr qavati vujudga keladi (12-rasm).

13-rasm.

Aslida elektrod, bu – bir-biriga tegib turgan ikkita о`tkazgich, metall, (birinchi tur о`tkazgich) va elektrolit (ikkinchi tur о`tkazgich) dan tashkil topgan sistemadir. Sathlar orasida (masalan: eritma - metall chegarasida) potentsiallar farqi vujudga keladi. Bu elektrod potentsialidir.
Potentsial qiymati eritmadagi ionlar kontsentratsiyasiga bog`liq. Eritmadagi ionlar kontsentratsiyasi qancha yuqori bо`lsa, metalldan ionlarning eritmaga о`tishi shuncha qiyinlashadi. Shu sababli ionlar kontsentratsiyasining ortishi bilan metall potentsialining manfiy qiymati kamaya boradi. Agar metallning kristall panjaralari juda mustahkam bо`lsa va u о`zining tuzini saqlagan kontsentrlangan eritmasaga tushirilgan bо`lsa, ionlar metall plastinkasiga chо`ka boshlaydi. Bunda metall musbat zaryadlangan bо`lib, uning atrofidagi eritma esa manfiy zaryadlanadi. Bu holda ham qо`sh elektr qavat hosil bо`ladi. Uning ichki qismi musbat, tashqi satxi esa manfiy zaryadlanadi.
Shunday qilib, metallni suvga yoki о`zining ionini saqlagan eritmasiga tushirilsa, metall-eritma chegarasida qо`sh elektr qavat hosil bо`ladi va metall-eritma orasida potentsiallar farqi (potentsiallar skachogi-) vujudga keladi.
Nernst potentsiallar farqi- ni, metallning elektrolitik eruvchanlik qobiliyati (r) va eritmasiing osmotik bosimi (P) bilan bog``liqlik tenglamasidan keltirib chiqaradi:

(36)

Osmotik bosim (P) eritma kontsentratsiyasiga tо`g`ri proportsionaldir: , P ni qiymatini (36) tenglamaga qо`ysak:

kelib chiqadi, bundan

R, T, F, p va K- qiymatlar berilgan temperaturada, ma`lum metall va eritma uchun doimiy bо`lgani uchun, tenglamani quyidagicha yozish mumkin:

(37)

Bu qaytar elektrodlar uchun Nernst tenglamasidir. Bu formula suyultirilgan eritmalar uchun ta`lluqli. Agar aktivlik koeffitsenti 1 ga teng bо`lmasa u holda formula ushbu kо`rinishda ifodalanadi:

(38)

Bu erda:
	-	elektrod potentsiali;
^0	-	normal elektrod potentsial bо`lib, u eritmadagi metall ionlarining aktivligi 1 bо`lgandagi potentsialni ifodalaydi;
R	-	gaz doimiyligi, 8.31 ;
T	-	absolyut temperatura;
n	-	metall atomi yо`qotgan yoki metall ionlari qabul qilib olayotgan elektronlar soni;
F	-	Faradey soni, 96500 K,
	-	eritmadagi metall ionlari aktivligi, .

Galvanik elementning EYUKni aniqlash uchun odatda voltmetrdan foydalanib bo’lmaydi. Voltmetr zanjirga ulanganda birinchidan, uning o’zi tok iste’mol qiladi, ikkinchidan elektrolit eritmasidagi ionlarning tartibli harakati tufayli elektrodlar atrofida ularning konsentratsiyasi ma’lum darajada o’zgaradi. Bu elektrodlar orasidagi potensiallar farqining kamayishiga va berk elementning EYUKi ochiq element EYuKidan kichik bo’lishiga olib keladi.

Galvanik elementlarning EYUK kompensatsion usul bilan o’lchanadi. Kompensatsion metod bilan EYUKni o’lchash sxemasi 13-14-rasmda tasvirlangan. O’zgarmas tok manbai odatda akkumulyator reoxord uchlariga ulanadi. EYuK o’lchanadigan element nuqtada va galvanometr esa harakatlanuvchi kontakt orqali reoxordga ulanadi. Akkumulyator va o’rganilayotgan elementlar shunday ulanadiki, ulardagi toklar bir-biriga qarama-qarshi yo’nalishda oqishi, ya’ni ularning E_akk va E_x EYuKlari o’zaro kompensatsiyalanishi kerak.
Surgichni reoxord bo’ylab, harakatlantirib, uning shunday holati topiladiki, bunda galvanometr tok yo’qligini ko’rsatadi. Bu qismdagi potensial tushuvi tekshirilayotgan elementning EYuKga teng ekanligini bildiradi. U holda quydagi munosabatni yozishimiz mumkin:



(39)

Akkumulyatorning EYuK doimiy kattalik bo’lib, uning haqiqiy qiymati noma’lum. Shuning uchun kompensatsion o’lchashlarda albatta etalon-EYuKi doimiy va aniq qiymatga ega bo’lgan galvaniq element talab qilinadi. Bunday element sifatida odatda Veston normal elementi ishlatiladi, uning EYuKi temperaturada quyidagi formula bo’yicha hisoblanadi:

E_H 1,0183-4·10^-5 (t-20) (40)
Uni tekshirilayotgan element o’rniga kompensatsion qurilmaga ulanadi va Yeston normal elementning EYuKi kompensatsialashgan holda reoxordning ac_H bo’lagiga mos kelgan qarshiligi aniqlanadi. U holda
(41)
Bu tenglamani (39) tenglamaga bo’lib, tekshirilayotgan elementning EYuKini hisoblash formulasini olamiz:
(42)
ac va ac_H qism uzunliklariga mos qarshiliklar reoxord bo’yicha aniqlanadi.