Elektroliz

Elektroliz jarayoni

Elektroliz (elektro... va...liz) - qizdirib suyuqlantirilgan elektrolit yoki uning suvdagi eritmasi orqali oʻzgarmas elektr toki oʻtganida elektrodlarda sodir boʻladigan oksidlanish qaytarilish jarayonlari. Elektrolizning mohiyati kimyoviy reaksiyani elektr energiyasi hisobiga amalga oshirishdan iborat. Elektr toki berilganda ionlarning elektron qabul qilish yoki elektron berish hodisasi birlamchi jarayonni tashkil qiladi. Bu jarayon natijasida koʻpincha Elektrolizning dastlabki mahsulotlari hosil boʻladi. Elektroliz mahsulotlari sof holda ajralib chiqishi yoki erituvchi bilan oʻzaro kimyoviy reaksiyaga kirishishi mumkin. Ikkinchi holda Elektrolizning ikkilamchi mahsulotlari hosil boʻladi. Qizdirib suyuklantirilgan elektrolitlar Elektroliz qilinganida faqat birlamchi mahsulotlar chiqadi. Elektrolitlarning suvdagi eritmalarida Elektroliz jarayoni ancha murakkab boradi, chunki koʻpincha ikkilamchi jarayonlar sodir boʻladi. Umuman Elektroliz jarayonining borishi va Elektroliz oxirida qanday mahsulotlar hosil boʻlishi birlamchi mahsulotlar, erituvchi tabiati, elektrodlarning qanday materialdan yasalgani, tra, elektrodlardagi tokning zichligi va h.k.ga bogʻliq. Katod, yaʼni doimiy tok manbaining manfiy qutbiga ulangan elektrod qaytaruvchilik rolini bajaradi, anod esa (yaʼni manbaning musbat qutbiga ulangan elektrod) oksidlovchi sifatida xizmat qiladi. Elektrodlarda ajralib chiqadigan moddalarning massalari, tok kuchi va Elektroliz davom etadigan vaqt orasida matematik tenglamalar bilan ifodalanadigan bogʻlanishlar mavjud (qarang Faradey qonunlari).

Elektroliz jarayonining sanoatda ishlatilishi

Elektroliz sanoatning turli sohalarida keng qoʻllanadi. Kimyo sanoatida xlor va ishqorlar olishda, xlorat, perxlorat, persulfat kislota, kaliy permanganat, sof holdagi vodorod, ftor va boshqalar qimmatli mahsulotlar hosil qilishda, rangli metallurgiyada metallarni rafinatsiyalasht E.dan foydalaniladi. Turli metallarning birikmalarini qizdirib suyuqlantirib, Elektroliz yordamida oʻsha metallar ajratib olinadi. Mashinasozlik, radiotexnika, elektronika, poligrafiya sanoatlarida turli buyumlar sirtini metallar bilan qoplashda va boshqalarda Elektroliz qoʻllanadi.

Elektrolitlar eritmasining elektrolizi

Suyuqlanmalarnign elektroliziga nisbatan eritmalarning elektrolizi murakkab jarayon. Bunga sabab suv malekulasining ishtirok etishi hamda elektrod

materialiga, ionlar tabiatiga, elektroliz sharoitiga (temperaturaga, eritma konsentratsiyasi, pH – muhitga, to‘k kuchi) ga bog‘liq bo‘ladi. Bular orasida anod materialining qanday materialdan tayyorlanganiga bog‘liq bo‘ladi. Ajralib chiqadigan moddalrni aniqlashda quyidagi qoidalarga amal qilinadi. Katoddagi jarayonlar /metallning kuchlanishlar qatoriga bog‘liq.

- Birinchi navbatda kuchlanishlar qatoridagi H2 dan o‘ngda joylahsgan kam

aktiv metallar kationlari qatnashadi. Me n+ + ne - → Me 0

- O‘rtacha aktivlikdagi metallarning kationlari, kuchlanishlar qatorida Al va

H2 oralig‘ida turadiganlar suv malekulasi bilan birgalikda qaytariladilar va katodda

bir vaqtning o‘zida ham metall ham vodorod chiqadi.

1. Meⁿ⁺ + ne - → Me⁰

2. 2H₂O + 2e → H⁺ +2OH ^-

- Aktiv metallarning kationlari Li dan Al gacha (Al ham kiradi) suvli eritmalarining elektrolizida metall kationlari qaytarilmay uning o‘rniga H₂O malekulalari qaytariladi.

2H₂O + 2e → H⁺ +2OH^-

- Kislotalarning eritmalari elektrolizida katodda H+ ionlari qaytariladi.

2H₂O + 2e → H⁺ +2OH^-

H atomlari tezlik bilan birlashib H₂ hosil qiladi.

- Agar eritmada har xil kation bo‘lsa, ularning E qiymati kamayishi tartibida qaytariladi. Dastlab kam aktiv metallarning kationlari qaytariladi. Keyin o‘rtacha aktivlikdagi metallarning kationlari suv malekulalari bilan birgalikda qaytariladi. Eng ohiri suv malekulalari qaytariladi (kislotali muhitda H+).

Aktiv metallarning kationlari. Li⁺, Cs⁺, Ba⁺², Ca⁺², Al⁺³, NH⁴⁺ va boshqalarda. Metallarning o‘rniga suv malekulalari qaytariladi.

2H₂O + 2e → H⁺ +2OH^-

O‘rtacha aktivlikdagi metallarning kationlari. Mn⁺², Zn⁺², Cr⁺³, Fe⁺² va boshqalarda. Suv malekulalari bilan birgalikda metall ionlari ham qaytariladi.

Meⁿ⁺ + ne - → Me⁰

Kam aktiv metallarning kationlari. Cu⁺², Ag⁺, Pt⁺², Au⁺³ va boshqalarda. Faqat metal ionlarigina qaytariladi. Me n+ + ne - → Me 0

Vodorod kationlari. H⁺ Faqat kislotalarning eritmalari elektrolizida qaytariladi.

2H⁺+ e → H⁰