8-Amaliy. Galvanik elementlar

8-AMALIY MASHG'ULOT Galvanik elementlar Kimyoviy energiyani elektr energiyasiga aylantirish uchun xizmat qiladigan asboblar galvanik elementlar deb ataladi. Ularning ishlashi metallarning boshqa metallarni ularning tuzlaridan siqib chiqarish reaksiyasiga asoslangan. Bunday asboblarda elektr oqimi hosil manbai sifatida foydalanishdan tashqari turli galvanik elementlarni elektr yurituvchi kuchlarini o'lchash natijasida metallarning aktivligini miqdor jihatidan harakterlash va, demak, ularning kuchlanishlar qatoridagi o'rnini aniqlash imkoniyatiga ham ega bo'linadi. Mis - rux elementlaridan iborat Daniel - Yakobi elementining tuzilishi XII.3- rasmda keltirilgan. Shunday elementlarning asosiy hususiyati elektr yurituvchi kuchi yuqorida aytilgandek musbat (oksidlovchi) va manfiy ishorali (qaytaruvchi) sistemalarning potentsiallar farqi bilan ifodalanadi: ЭЮК = Е1 = Е2 (XII. 1) Bunday jarayonning yurituvchi kuchi sifatida izobar - izotermik potentsial (Gibbs energiyasi) ning kamayishi xizmat qiladi. Bu qiymatning kamayishi kimyoviy reaksiyaning maksimal ishini aks ettiradi. Galvanik elementning bajargan ishi А = JU t = QU bo'ladi, bunda: J - galvanik elementda paydo bo'lgan elektr oqimi kuchi; U - potentsiallar farqi; t - vaqt; Q - elektr oqimi miqdori; XII.3-rasm. Rux va mis elektrodlaridan yasalgan galvanik element sxemasi Sistemaning energiyasi boshqa jarayonlar (masalan bir qism energiya sistemaning isitishga) sarf bo'lmagan holatda sistema muvozanat holatida bo'ladi. Unda J = 0, U = E (elementning kuchlanishi ЭЮК ga teng bo'lgan holat), ya'ni maksimal ish А макс = Q . E bo'ladi. Unda -  G = A макс = Z F E bo'ladi. (XII.2) boshqacha aytganda, termodinamik muvozanat sharoitidagina galvanik element maksimal ish bajaradi. Shunday holatda galvanik element uchun elektr oqimining bajargan maksimal ishi kimyoviy reaksiyaning erkin energiyasining o'zgarishiga teng, buning natijasida elementda elektr oqimi paydo bo'ladi. Uning qiymati standart sharoitda  G0 = - Z F E0 (XII. 3) ga teng bo'ladi. Bu tenglamada Е0 galvanik elementning standart sharoitidagi ЭЮК dir. Yuqoridagi formulalardan mazkur jarayon o'z - o'zidan sodir bo'lish sharti - sistemaning ЭЮК qiymati musbat bo'lishidir. Yuqorida keltirilgan mis-rux galvanik element uchun ЭЮК ni hisoblashda elektrodlarda sodir bo'ladigan jarayon tenglamasini tuzishda oksidlangan modda formulasini tenglamaning chap tomonida, qaytarilgan sistemanikini o'ng tomonga yoziladi: Zn 2+ + 2e - = Zn0, E0 Cu2+ + 2e - = Cu0 , E0 Zn2 Zn0 Сu2 Cu0 = -0, 76 B = + 0,34 B Mazkur elementda sodir bo'ladigan yarim reaksiyalar: anod jarayoni: Zn = Zn 2+ + 2e - (ruxning oksidlanishi) Е0 = - 0, 76 В, katod jarayoni: Cu2+ + 2e - = Cu0 (misning kaytarilishi) Е0 = -0,34 В. Natijada sodir bo'lgan reaksiya tenglamasi: Zn0 + Cu2+ = Zn 2+ + Cu0 uning ...