§  14.  ТҰЗДАРДЫҢ  ГИДРОЛИ31

диссоциация 
теориясы  мен  қышқылдар  мен  негіздер  жалпылама 
^дрия^Ын  u i p i r  
қолданайык.
(   1.  Ә л с і з   қ ы ш қ ы л  
ме н 
к ү шт і  
н е г і з д і ң   т ұ з ы
мысалы  NaCN,  NaCH3COO,  Na2C 0 3,  Na2Si03  сияқты  тұздар. 
NaCN  тұзын  суға  ерітсе,  ол  тұз  Na'  және  CN'  иондарына  дис- 
социацияланады.  Судың  молекулалары  аз  да  болса  ионға  ажы- 
райтынын  білеміз.  Бұл  иондар  кездесіп,  эквивалентті  мөлшерде 
NaOH 
және  HCN  молекулаларын  түзуіне  болар  еді;  бірак  NaOH 
күшті  негіз  болғандыктан  оның  молекулалары  ерітінді  жағда- 
йында  бұл  иондардан  түзіле  алмайды,  ал  HCN  —  әлсіз  қышкыл.
Сондықтан  күшті  қышқыл 
Н ’ 
ионы  мен  күшті  негіз  CN'  ионы 
кездесісімен  нашар  диссоциацияланатын  HCN  молекулаларын 
түзеді.  Осы  айтылғанды  схемамен  былай  көрсетуге  болады:
N aC N ^N a' +  CN' 
Н 2О ^ О Н '  +  Н'
1!
HCN
Ерітіндіде  сутек  иондары  азайғандығынан  судың  диссоциа- 
циялану  тепе-теңдігі  бұзылып,  HCN  молекуласы  құрамына 
Kip- 
ген  сутек  иондарының  орнын  толтыру  үшін  судың  молекулала­
ры  диссоциациялана  түседі,  одан  түзілген  сутек  иондары  CN' 
иондарымен  тағы  қосылысып,  HCN  молекулаларына  ауады, 
осымен  қабат  гидроксид  иондары  ерітіндіде  көбейе  береді.  Демек, 
әлсіз  қышқыл  мен  күшті  негіз  тұзының  ерітіндісінде,  гидролиз 
салдарынан  г и д р о к с и д   и о н д а р ы   бос  күйінде  болады; 
сондыктан  е р і т і н д і   с і л т і л і к   р е а к ц и я   к ө р с е т е д і .
Тұздыц  гидролизденуін  молекулалық  түрде,
NaCN +  HzO^HCN +  NaOH,
немесе  иондық  түрде,
CN' +  H a O ^ H C N + O H '
жазуға  болады.
Бұл  танысқанымыз  кұрамында  күшті  бір  зарядты  CN~  негізі 
бар  тұздыц  гидролизі.  Егер  тұз  екі  не  көп  зарядты  негізден  тұрса, 
гидролиз  біртіндеп  сатылап  жүреді.  Мысалы:
Na2CO
:3
  гидролизі  бірінші  сатымен  ғана  тоқтап,  кышқыл  орны- 
на  қышқыл  тұз  түзіледі.
Na2C 0 3 +  HzO^NaHCOs +  NaOH 
немесе,  иондық  түрде.
СО.з" +  Н а О ^ Н С О /  +  ОН'
Өте  сұйық  ерітінділерде  Na2C 0 3  гидролизі  аздап  екінші 
сатыға  көшеді:
NaHC03 +  Н20 ^ Н 2С 0 з +  NaOH
2 9 5

Н
С
О
з '   +
  Н
2
О
^
Н
2 С
О
з   +
  О
Н
'
Мұнда  да  NaCN  ерітіндісіндегідей  гидроксид  иондарының 
концентрациясы  өсіп,  ерітінді  сілтілік  реакция  көрсетеді.
Қорыта  айтқанда,  Усанович  теориясы  бойынша  әлсіз  қышқыл 
мен  күшті  негіздерден  тұратын  тұздың  гидролизге  тек  күшті 
бөлігі  —  негіз  анионы  ғана  ұшырап  орташа  сілтілік  мәнге  ие етеді. 
Негіздердің  күші  артқан  сайын,  яғни  теріс  зарядының  мәні 
өскен  сайын  гидролиз  терецірек  бірнеше  сатымен  жүреді,  ортанын 
сілтілігі  де  арта  түселБ-J
2.  Қ ү ш т і   қ й ш к ы л   ме н  ә л с і з   н е г і з д е н   т ұ р а т ы н  
т ұ з .   Оның  мысалы  NH4C1,  CuCl2,  (NH4)
2
SO.t  т.  т.  NH4C1  тұзын 
суға  ерітсек,  ерітіндідегі  гидролиз  процесін  мына  схемамен  корсе­
ту ге  болады:
NH4C I^N H -4 +  CI'
Н2О ^ О Н ' +  Н'
1 1
n h
4
o h
Мұнда  NH4‘ 
и о н ы
 
судың  ОН'  иондарымен  қосылысып  нашар 
диссоциацияланатын  аммоний  гидроксидін  түзеді.  Хлор  ионы  мен 
сутек  иондары  қосылыспайды,  өйткені  тұз  қышқылы  жақсы 
диссоциацияланатын  күшті  электролит.  Осының  нәтижесінде  ері- 
тіндіде  ОН'  иондарынан  Н‘  иондары  көбірек  болады,  е р і т і н д і  
к ы ш қ ы л д ы қ   р е а к ц и я   к ө р с е т е д і .
Бұл  гидролизді  де  молекулалық  және  иондық  түрде  жазуга 
болады:
NH4Cl +  H2O ^ N H 4OH +  HCl
n h
% +  
h
2
o
^
n h
4
o h
 +  
h
-
Бұл  бір  зарядты  кышкылдың  NH4+  тұзы.  Егер  тұз  күшті 
екі  немесе  көп  зарядты  кышқылдың  тұзы  болса,  гидролиз  саты- 
лап  жүреді.  Мысалы,  СгС13  гидролизінің  бірінші  сатысы:
СгСІз +  Н2О
ч
=
е
С
г
 (ОН)СІ
2
 +  НС1,
немесе,  иондык.  түрде,
иондық  түрде,
Сг----һ H2O ö C r  (ОН) "  +  Н,”
екінші  сатысы
С г  
(ОН) С12 +  
Н 2
0
* ± С г   ( O H ) 
2С1 
+   Н С
1
, 
иондык  түрде,
Сг(ОН)"  +  Н20*=±Сг (OH) ’2 +  Н'
үшінші  сатысы  іс  жүзінде  болмайды.  Мұнда  негіз  орнына  негіздік 
тұз  түзіледі,  бірақ  күшті  қышқыл  мен  әлсіз  негізден  тұратын 
тұздың  қандайының  болса  да  ерітіндісі  қышқылдық  реакция 
көрсетеді.
2 9 6

Усанович  теориясы  бойынша  карастырсак  күшті  кышкыл  мен 
әлсіз  негіздерден  тұратын  тұздың  гидролизі  дейтініміз  —  соның 
күшті 
бөлігі, яғни  кышкылдың ғана сумен әрекеттесіп,  кышқылдың 
арта  беруі  болып  шығады.
3 
Күшті  қ  ы  ш  қ ы л  м  е  н  күшті  н  е  г і  з д е  н  тұратын  тұз. 
Оның  мысалы:  CH
3
COONH
4
,  А1(СН
3
СОО)3,  (NH
4
)
2
S,  A12S3, 
Cr2Ss 
Т.  т. 
Бұл  тұздардың катионы  да,  анионы  да  сумей  реакцияла- 
сады,  өйткені  екеуі  де  күшті.  Гидролиздің  өнімдері  әлсіз  кышкыл 
мен  әлсіз  негіздің  молекулалары.  Мысалы,
С
Н
з
С
О
С
Ж
Н
^
С
Н
з
С
О
С
У
 
+
N
H
%
+  
+
Н2О ^ Н ' 
+ о г г
U 
U
С
Н
з
С
О
О
Н
 
n
h
4
o
h
Мұны  молекулалық  және  иондық  түрде  де  жазуға  болады:
C H 3 C O O N H 4  
+
  Н
г
О
^
С
Н
з
С
О
О
Н
  +
 
N H 4 O H  
С
Н
з С
О
О
'   +
 
N H %  
+
  Н
Ю
^
С
Н
з
С
О
О
Н
  +
 
N H 4O H
Аммоний  ацетатының  гидролизінен  екі  әлсіз  электролит: 
сірке  қышқылы  және  аммоний  гидроксиді  түзілді,  сырттай  кара- 
ранда  Н-  пен  ОН'  иондарының  концентрациясы  өзгерген  жоқ. 
Бірақ гидролиз өнімдері әлсіз электролит болғанымен аздап  ионда- 
на  алатыны  белгілі.  Олай  болса  түзілетін  қышқыл  мен  негіздің 
күшіне  қарай,  қайсысы  басым  болса,  ерітіндінің  реакциясы  азда- 
ған  қышқылтым  немесе  азғана  сілтілік  болуы  мүмкін.  Қышқылдар 
мен  негіздердің  жалпы  теориясы  бойынша  күшті  қышқыл-катион 
мен  күшті  негіз-анион  түгелдей  сумен  әрекеттесіп,  жаңа  тұздар- 
әлсіз  электролиттер  түзеді.
Демек,  бастапқы  алынған  тұзды  суға  салғанда  баска  зат- 
тарға  айналып,  өз  қасиетінен  толық  айырылады.
4. 
Әл с і з   қ ы ш қ ы л   ме н  ә л с і з   н е г і з д е н   т ұ р а т ы н  
т ұ з .  Мұндай  тұздар  көп,  мысалға  ас  тұзын  iNaCl  алалық, 
мұның  иондары  Na'  мен  СГ,  судан  түзілетін  Н'  және  ОН'  ионда- 
рымен  қосылыспайды.  Өйткені  мұнда  түзілетін  нашар  диссоциа- 
цияланатын  косылыстар  емес.  Сондықтан  судан  түзілетін  иондар- 
Дың  концентрациясы  өзгермейді,  ерітінді  бейтарап  реакция  көрсе- 
теді.  Демек,  ә л с і з   қ ы ш қ ы л   ме н  ә л с і з   н е г і з д і ң   т ұ з ы  
г и д р о л и з г е  ұ ш ы р а  м а й д ы  .
Осы  айтылғанның  бәрінен  гидролиз  —  бейтараптану  реакция- 
сына  кері  реакция  екенін  көріп  отырмыз.  Демек,  қышқыл  мен 
сілтінің  эквиваленттік  мөлшері  бар  ерітінділерін  араластырсақ 
электролиттер  күшті  болса  ғана  реакция  аяғына  дейін  барады, 
ал  егер  кышкыл,  не  негіз  әлсіз  болса,  онда  араластырғаннан 
кейін  ерітіндіде  қышкылдың,  не  негіздің  молекулаларының  бірне- 
щеуі  ионданбаган  калпында  калады,  сондықтан  ерітінді  бейтарап 
бола  алмайды.
Г и д р о л и з  д е н у  
д ә р е ж е с і .  
Қарап 
танысып 
өткен 
мысалдардың  бәрінде  де  гидролиз  қайтымды  процесс  екенін
2 9 7

көрдік.  Сондықтан  гидролиз  дейтініміз  әрекеттесуші  массалар 
заңына  бағынуы  керек,  екіншіден  гидролиз  тепе-тендігінің  күйін 
гидролиздену  дәрежесі  сипаттай  алуы  керек.
Гидролиздену  дәрежесі  дейтініміз  тұздың  гидролизденген 
мөлшерінің  оның  жалпы  еріген  мөлшеріне  катынасы,  оны  а-ар- 
қылы  белгілеп,  әрі  процентке  шағуға  болады:
_   тұздық  гидролизденген  моль  саны 
jqq
 
/o 
тұздың  жалпы  еріген  моль  саны
Температураны  көтергенде  судың  диссоциациялануы  күшей- 
еді,  демек  тұздың  иондарымен  реакция  жылдамдайды.  Одан 
гидролиз  дәрежесі  артады,  мысалы  CH3COONH4,  ерітіндісініц 
температурасы  22°-тан  100°-ка  дейін  көтерілсе,  гидролиздену 
дәрежесі  0,4  проценттен  9  процентке  дейін,  яғни  20  есе  артады 
екен.
Ерітіндіні  сұйылтқанда  да  гидролиздену  дәрежесі  артады.
Әрекеттесуші  массалар  зацына  сәйкес  гидролиздену  тепе- 
теңдігіне  эсер  етуге  болады,  мысалы:
NaCN +  H2O ^HCN +  NaOH
теңдігі  бойынша  жүретін  гидролиз  реакциясын  кейін  қайыруға 
болады,  ол  үшін  ерітіндіге  HCN  немесе  NaOH  ерітіндісін  құяды.
§  15.  ЭЛЕКТРОЛИТ  ЕР1Т1НД1ЛЕРІ НДЕП  ОРНЫН  БАСУ  РЕАКЦИЯЛАРЫ
Электролит  ерітінділерінде  жүретін  әрекеттесулердің  бір  тобы 
орнын  басу  реакцияларына  жатады.  Оған  мысал  ретінде  метал- 
дардың  қышкылдармен  әрекеттесуін  алайық:
() 
+1 
+2 
0 
Zn +  2HC1 = Z n C l 2 +  H2
иондык  түрі:
Zn +  2H‘ =  Zn +  H2
Теңдеуден  көрініп  тұрғандай,  мырыш  атомы  өзінің  сырткы 
кабатындағы  валенттік  2  электронын  сутектіц  оң  ионына  беріп 
тотығады.  Сутектің  оң  ионы  өзіне  жетімсіз  электронын  қосып 
алып  тотықсызданады.  Мұндағы  Zn  — тотыксыздандырғыш,  Н' — 
•тотыктырғыш  қызмет  атқарып  тұр.
Металл  атомдарының  электронын  оңай  беруі  оларды  сипат- 
тайтын  негізгі  қасиетіне-жатады.  Металдық  қасиеті  айқын  көрі- 
нетін  элементтер  күшті  то.тыксыздандырғыштар  катарына  жата­
ды.  Бірақ  металдардың  электронын  беру  қабілеті  әрқайсысында 
әр  түрлі  болып  келеді.  Ол  неғұрлым  өз  электронын  оңай  берсе, 
соғұрлым  активті,  яғни  баска  заттармен  куатты  түрде  әрекет- 
тесе  алады.  (XIV-тарау  —  металдардың  жалпы  сипаттамасын 
кара.)
Демек,  металдардың  өзара  активтігін  айыра  білсек,  олардын 
қаншалыкты  қуатты  тотықсыздандырғыш  екенін  де  бағалаймыз. 
Металдардың  салыстырмалы  активтігін  тұздар  ерітіндісіндегі 
екінші  бір  металл  атомын  ығыстырып  шығару  кабілетіне  сай, 
яғни  орнын  басу  реакциясына  орай  білуге  болады.  Мысалы
298

мырыш  таякшасын  корғасынның  ерімтал  тұздарының  бірі  — 
корғасын  нитратының  ерітіндісіне  салайык.  Бұдан  мырыш  таяк- 
шанын.  аздап  еріп,  ерітіндіден  корғасынның  бөлініп  шығып,  мы- 
рьіштын  үстіне  конғанын  көреміз.  Реакция  теңдеуін  жазсак:
Z n +  Pb(NOa) 2 =  Pb +  Zn (^ЫОз) 2
иондык  түрі:
Zn +  Pb" =  Pb +  Zn" +
Бұл  әрекеттесу  де  тотығу-тотыксыздану  реакциясына  жатады. 
Мырыш  атомы  өзінің  2  электронын  қорғасынның  екі  валентті 
он,  ионына  беріп  тотығады,  қорғасын  ионы  ол  электрондарды 
косып  алып  тотықсызданады.  Осыған  керісінше,  мырыш  нитраты 
электролитін  алып,  оған  қорғасын  таяқшасын  салсақ,  ешбір 
реацияның болмайтынын  байқар едік.  Осының өзі-ақ қорғасынмен 
салыстырғанда  мырыштың  актив  екендігін,  баеқаша  айтқанда 
мырыш  атомы  қорғасынға  қарағанда  өз  электрондарын  оңай 
беріп,  ал  ионы  —  электрондарды  әлсіздеу  қосып  алатындығын 
көрсетеді.
Дәл  осылайша,  қорғасын  мен  мыстың  өзара  активтігін  салыс- 
тырсак,  біріншісінің  екіншісіне  қарағанда  басым  болып,  мысты 
тұзының  құрамынан  қорғасын  ығыстырып  шығарып,  орнын 
басатындығын  анықтаймыз:
Pb +  Cu" =  Pb" +  Cu
Салыстыруға  алынған  металдар  —  мырыш,  қорғасын,  мыс 
үшеуінің  ішіндегі  ең  активті  мырыш,  ал  қорғасынның  активтігі 
одан  төмендеу,  ең  пассиві  мыс  болып  шықты.
Бір  металдың  екінші  металды  оның  қосылыстарынан  ығыс- 
тырып  шығаруын  алғаш  рет  егжей-тегжейлі  зерттеген  орыстың 
әйгілі  ғалымы  Н.  Н.  Б е к е т о в   болды.  Ол  металдардың  актив- 
тігіне  сай  орналасқан  қатарын  жасагі,  «Ығыстыру  катары»  деп 
атады.  Бұл  процеспен  танысалық.
Э л е к т р о д т ы к   п о т е н ц и а л .   Г а л ь в а н и   э л е м е н т і  
т у р а л ы т ү с і н і к .
Таза  еуға  мырыш  пластинкасын  батырсақ,  оның  беткі  каба- 
тындағы  кристалдык  тор  көздерінің  түйініндегі  оң  иондарының 
біразы  полюсті  су  молекулаларының  әсерінен  үзіліп  ерітіндіге 
өтеді.  Иондар  ерітіндіде  су  молекулаларымен  ұстасып  гидрат- 
танады.  Металдың  иондарынан  айырылған  беткі  кабатындағы 
электрондары  бос  қалып  оны  теріс  зарядтайды.  Міне,  осы  теріс 
зарядталған  қабат  ерітіндідегі  оң  иондар  қабатымен  электроста- 
тикалық  тартылыста  болатындықтан,  ол  иондар  қайтадан  металл 
бетіне  келіп  қонып  та  жатады  және  бүкіл  гидраттанған  он  иондар 
Қабаты  алыска  кетпей  бетке  жақын  орналасады.  Барған  сайын 
металдың  бегкі  қабатының  еруі  азайып,  еріген  иондардың  кайта 
келуі  молаяды,  акыры  жүйедегі  металдың  еру  жылдамдығы 
мен  оның  металға  қайта  келіп  қону  жылдамдығы  теңесіп  тепе- 
теҢДІк  қалыпқа  келеді.
2 9 9

Металл +  су^гидраттанған  металл  ионы +  электрондар 
(ерітіндіде) 
(металл  кристалында)
Металл  мен  ерітіндінің  туйіскен  жерінде  түзілген  қабатты 
электрлік қое қабат деп  атайды  (102-сурет),  қабат.тар  арасындағы 
потенциалдар  айырымын  м е т а л д ы ң   э л е к т р о д т ы к   п о ­
т е н ц и а л ы   дейді  (латынша  potentia—  мүмкіндік,  куат).
Егер  таза  суға  металдың  ерімтал  тұздарының  бірін  коссақ, 
қабаттар  арасындағы  тепе-теңдік  күй  өзгереді.  Ерітіндіде  epi- 
ген  металл  иондарының*көбейюі  оның  металл  бетіне  барып  қайта 
қонуын  арттырады.  Неғұрлым  еріген  тұздың  концентрациясы 
молайса,  соғұрлым  металдың еруі  азая  береді.  Жоғары  концентрлі 
тұз ерітіндісіне  малынған  металл  ерімей,  зарядталған  кабат түзіл- 
меуі  де  мүмкін.
Металл  активтігі  төмен  болып,  ерітіндідегі  иондарының  мөл- 
шері  жеткілікті  болса,  керісінше  оң  иондар  ерітіндіден  бөлініп, 
металл  бетіне  барып  жабылады  да,  ерітінді  теріс,  металл  он, 
зарядталады.  Мұнда  да  белгілі  бір  электродтық  потенциал  айыры 
мы  туады.  Өз  тұздарының  ерітіндісіне  малынған  электродтар 
активтігіне  сай  теріс  (өте  актив  металдар),  немесе  оң  (активтігі 
тым  томен  металдар)  зарядталып  отырады.
Іс  жүзінде  суға  яки  электролит  ерітіндіеіне  батырылған  кез 
келген  металды  электрод  деп  ала  береді.
Айта  кетерлік  бір  жай,  металды  өз  түзының  ерітіндісіне  еал- 
ғанда  ерітіндіге  ауысатын  иондар  мөлшері  тым  аз,  оны  химиялық 
әдіспен  оп-оңай  аныктау  мүмкін  де  емес,  бірақ  кос  электр  қаба- 
тының  арасында  туатын  потенциалдар  айырымын  қашанда  ар- 
наулы  кұралдармен  өлшеуге  жетерліктей  болады.
Электродтық потенциал дегеніміз металл  (электрод)  мен сұйык 
фазаның  (су  яки  электролит  ерітіндісі)  түйіскен  жерінде  туатын 
электростатикалық  потенциал  болып  табылады.
Металл  мен  сұйыктың  арасында  тұракталған  тепе-теңдік 
күйді  колдан  өзгертуге  болады,  ол  үшін  металл  бетіне  жиналган 
артық  электрондарды  үздіксіз  алып  кетіп  отырса  болғаны.  Дәл 
осы  негізде  жұмыс  істейтін  химиялық  энергияны  электр  энергия- 
сына 
айналдырып 
отыратын 
г а л ь в а н и  
э л е м е н т т е р і  
болады.
Гальвани  элементтерінің  қарапайымдарының  бірі  мыс-мырыш 
гальвани  элементтің  схемасы  103-суретте  көрсетілген.  Мұндағы 
өз  тұздары  ZnSC
>4
  пен  C uS04  ерітіндісіне  батырылған  мырыш 
пен  мысты  гальвани  элементініц  электродтары  деп  атайды.  Екі 
тұздың  ерітіндісі  өзара  кеуек  тоспамен  бөлініп  тұрады.
Актив  металл  мырыш  пластикасының  бетінде  электрондар 
қалатындықтан  теріс,  ал  активтігі  томен  мыс  пластикасына  он 
иондар  жиналатындықтан  оң  зарядталады.  Егер  осы  екі  пластин- 
каны  өзара  сыммен  жалғастырсақ мырыштағы  артық электрондар 
тобы  электрондар  жетпей  тұрған  мысқа  қарай  ағады,  нәтижесінде 
сырткы  тізбекте  электр  тогы  туады.
Ж)
X

Элентрондар агыны
102-сурет.  Металл  — 
сұйык  түйіскен  жеріндегі 
электрлік  кос  қабат
П
ІОЗ-сурет.  Даниэль  —  Якоби 
элементінде  электр  қозғаушы 
күшінің  туу  с.хемасы
Мысқа  ағылып  келген  электрондар  оның  бетіндегі  мыс  тұзы- 
ның  ерітіндісінен  келген  Cu  —  иондарын  нейтралдап  (зарядын 
жойып)  отырады, ал  жаңа түзілген нейтрал  атомдар мыс электрод- 
тын, бетіне жабысып  жинала  береді,  C uS04  молекуласынан  бөлініп 
жеке қалған  S 0 4" —  сульфат  иондары  кеуек тоспадан  өтіп  мырыш 
пластинкадан  келген  мырыштың  оң  ионы  (Zn)  мен  әрекеттесіп 
ерітіндіде  ZnS04  түзеді.  Дәл  осылайша  Zn"—  иондары  да  мыс 
сульфатының  ерітіндісіне  қарай  өтіп  ондағы  SO /'  —  иондарымен 
қосылып  ZnS04  түзеді.
'  Мырыш  пластинкасының еруі  өзінен  2  электрон  беріп  тотығуы, 
мыс  иондарының  бейтараптануы  өзіне  2  электрон  қосып  алып 
тотыксыздануы  болып  табылады:
Zn — 2e =  Zn" 
Cu +  2e =  Cu
Элементте  жүретін  тотығу-тотыксыздану  процесі  бір  мезгілде 
өтеді,  оның  жалпы  реакция  теңдеуі  мынадай:
Zn +  Cu“=  Zn**-)- Cu
Тотығу  процесі  жүретін  электрод  а н о д ,   ал  тотықсыздану 
процесі  жүретіні  —  к а т о д   деп  аталады.  Біз  қарастырып  отыр- 
ған  гальвани  элементіндегі  анод-мырыш,  катод-мыс.
Гальвани  элементінің  негізіне  алынған  химиялык  тізбекті 
арнайы  схемамен  белгілейді:
( +  ) Cu|   (CuS04)  II  (ZnS04)  I  Z n ( — )
Мұндағы  ерітіндіге  он  иондарын  беретін  мырыш  электрод  теріс 
полюс,  ерітіндіден  он  иондарды  жинайтын  мыс  он  полюсті  көрсе- 
теді;  екі  ерітіндіні  бөлгіш  тоспа  —  айырып  тұрады.
Гальвани  элементтерін  өз  тұздарына  батырылған  кез  келген 
екі  металдан  жасауға  болады.  Өйткені  электр  тоғы  туу  үшін 
екі  электродта  белгілі  бір  потенциалдар  айырмасы  туу  жеткілікті
3 0 1

ғой.  Мәселен,  мырыш  пен  темірді  өз  тұздарьіна  батырғанда  ексуі 
дс  теріс  зарядталады,  соған  карамастан  электродтарды  өзара 
қосқанда  активтірек  мырышка  жиналған  электрондар,  одан 
активсіздеу  темірдегімен  салыстырғанда  молырақ  болғандықтан 
біріншісінен  екіншісіне  карай  агылып  электр  тоғын  тудырады. 
Бұл  элементте  жүретін  реакция  теңдеуі  мынадай:
Zn +  Fe =  Fe +  ZrT
Неғұрлым  электрод  ретінде  алынған  металдардын  химиялык 
активтік  айырымы  алшак  болса,  соғұрлым  гальвани  элементте- 
рінде  өтетін  тотығу-тотықсыздану  реакциясы  куаттырақ  болып, 
мол  электр  тогы  туады.
Барлық  металдардын,  иондарыныц  ерітіндідегі  концентрация- 
сын  бірдей  етіп  алыгі,  потенциалдарының  мөлшерін  анықтау 
олардыц  активтігін  өзара  салыстыруға  мүмкіндік  береді.  Әдетте, 
әрбір  жеке  электродтың  абсолюттік  потенциалын  өлшеу  тым 
қиын,  сондықтан  іс  жүзінде  электродтардың  салыстырмалы' 
потенциалын  тауып  пайдаланады.  Ол  үшін  бір  металдың  потен­
циалы  екінші  бір  белгілі  металдың  (электродтың)  потенциалынан 
каншалыкты  артык  немесе  каншалықты  кем  екендігін  аныктайды.
Потенциалдарды  салыстыруға  арналған  стандартты  электрод 
регінде  қ а л ы п т ы  с у т е к   э л е к т р о д ы   н  алады  (104-сурет). 
Ол  сутек  иондарыныц  концентрациясы  1000  г  суда  1  моль  болып 
келген  2  н.  күкірт  қышкылының  ерітіндісіне  батырылған,  беті 
ұсақ  платина  түйіршіктерімен  кеуектеу  етіп,  капталған  платина 
пластинкадан  тұрады.  Осы  ерітіндіден  25°С-та  101,3  кПа  кысым- 
мен  таза  газ  күйіндегі  сутек  үзбей  жіберіліп  тұрады.  Ол  кеуек 
бетке  сіңіріліп  бүкіл  электрод  сутектен  жасалғандай  эсер  етеді. 
Электродтағы  сутектен  оц  иондар  ерітіндіге  өтеді:  Н2 —2е=2Н   * , 
Сонда  электрод  пен  ерітінді  арасында  туатын  сутек  электродыныц 
потенциалын  шартты  түрде  келісіп  нөлге  тең  деп  алған.
Қез  келген  металдың  салыстырмалы  потенциалын  табу  үшіп
бірі  стандартты 
сутекті 
электродтан,  екіншісі  сол 
металдың өзінен  жасалган 
гальваникалық 
элемент 
қүру  кажет.  Және  ол  ме- 
талдың 
өз 
тұзындағы 
иондарыныц 
концентра­
циясы  1  моль  1  л  болу bi 
шарт.  Осында  аныктала- 
тын  салыстырмалы  потен­
циал 
м е т а л л ы   ц 
к а ­
л ы п т ы 
(стандартты!
э л е к т р о  д т ы к   п о т е н ­
ц и а л ы   болып  аталады.
Қалыпты  электродтык 
поте н ци а л ды к 
ш а м а с 
ьі
104-су уст.  Мыстыц  килыпгы  потенциалын 
анықтауға  арналган 
к о н ц ы  р т ы  н ы н .   с х е м а  с ы
3 0 2

турлі  таңбамен  белгіленеді.  Ол  таңба  біздің  және  баска  біраз 
елдерде  мынадай  шартпен  алынады:  егер  металл  —  стандартты 
сутек  электроды  жұбындағы  металда  тотығу  процесі  жүрсе  теріс, 
тотыксыздану  процесі  жүрсе  оң  таңбалы  болады.  Минус  таңба 
алынған  металдың  сутекпен  салыстырғанда  оңай  тотығатын- 
дығын, 
ал  металл  иондары  сутек  иондарымен  салыстырғанда 
киындау  тотықсызданатынын  көрсетеді.  Керісінше  металл  сутек- 
ке  карағанда  киындау  тотығып,  оның  иондары  сутек  иондарынан 
оңай  тотықсызданса  электродтық  потенциал  мөлшері  плюс  таң- 
басымен  алынады.
Стандартты  сутек  электроды  мен  1  л  судағы  Zn  иондары 
концентрациясы  1  моль/л  болып  келген  ZnS04  ерітіндісіндегі 
мырыш  электродының  потенциалдарының  айырымы  0,76  В.  Бұл 
мырыш  металынын,  калыпты  электродтык  потенциалы,  оны 
былайша  суреттейді:
E°Zn/ z „ = - 0 , 7 6   В
Мұндағы  гальвани  тізбегінің  иондық  схемасы  мынадай:
( +  )Н2  I  2Н+  И
 Zn2+  I  Zn
0 
— 0 , 7 6 В
Металдарды,  сутекті  коса,  электродтар  потенциалдарыныц 
алгебралық  шамасының  артуына  сай  орналастырса  Н.  Н.  Бекетов 
тапкан  кернеу  қатарына  сай  келетін  химиялык  активтігі  бірінен- 
бірі  кеми  орналаскан  калыпты  электродтык  потенциалдар  катары 
шығады  (39-кесте),  Одан  металдың  калыпты  электродтык  потен- 
циалының  алгебралык  мөлшері  неғұрлым  кіші  болса,  соғұрлым 
химиялык  активтігі  жоғары  болатындығын  көреміз.
Металдардың  калыпты  электродтык  потенциалы  белгілі  болса 
кез  келген  екі  металдан  тұратын  г а л ь в а н и   э л е м е н т  і н і  ң 
э л е к т р   к о з ғ а у ш ы   к ү ш і н   (э.  қ.  к.)  есептеп  'шығаруға 
болады.  Ол  үшін  алгебралык  шамасы  үлкен  потенциалдан 
шамасы  кіші  потенциалды  алу  керек.  Мысалы,  өзіміз  карап  өткен 
мыс-мырышты  гальваникалық  элементтің  э.  к.  к-ін  есептеу  үшін 
мыстың  калыпты,  электродтык  потенциалынан  (EjT/Cu..=  -j- 0,34) 
мырыштың  калыпты  электродтык  потенциалын  аламыз.'  Сонда
Э.Қ.К. =  Е° с„/с„—Е°  Zn/Zn =   ( +  0,34)  -   ( - 0 ,7 6 ) =  +  1,10В.
Гальвани элементін  құрайтын  металдардың калыпты  электрод­
тык  потенциалдары  бірінен-бірі  алгебралык  шамасы  бойынша 
алшақ  болған  сайын  оныц  э.  к.  к.  молая  береді.
Егер  металдың  өз  тұзының  ерітіндісіндегі  концентрациясы 
1000  а  суда  1  моль  мөлшерінен  артык,  не  кем  болса,  онын  потен­
циалы  калыпты  электродтык  потенциалынан  эзгеше  болады.  Бұл 
Жағдайда  электродтык потенциалын  әйгілі  физик-химик  В.  Нернст 
ұсынған  формула  бойынша  есептейді:
ДЕ =  ЕС+   iü p ^ lg c ,
303.

39-
kcctl
-
М е т а л д а р д ы ң   к е р н е у   к а т а р ы .  С т а н д а р т т ы   э л е к т р о д т ы қ   п о т е н ц и а л д а р   Е ° ,  2 , +  С
Электрод
Электродта  нтетін  реакция
E°
Li/Li +
C a / C a + T 
Mg/Mg +  f 
А1/АІ+ + + 
Д 
M n/M n+T 
5  
Z n / Z n + f 
ST 
Cr/C г + ++ 
д
Ғе/Ғе + + 
Ц
C d / C d + + 
'S 
T1/T1 + 
"
С о/С о+ + 
з 
Ni/Ni + + 
Ё 
Мо/Мо+ + + 
2 
S n /S n + + 
+  
P b /P b + +  
6  
W /W + + ^ 
£ 
Н
2
/2Н+ 
В 
Sb/Sb + + + 
i  
ВІ./ВІ + + + 
s 
C u /C u + i  
§ 
Ag/Ag+ 
S  
H g/H g++ 
Au/AuT
LiT
C a+ + +
2
e ^ ö C a  
- 3  
M g + + +
2
e - ^ M g  
1
Al+ + + +3e~i=+U 
й 
Mn+ + p 2 e ' V M n  
p 
Zn + + +  2e_ *=tZn 
1 
Cr + + + +  3e~**Cr 
Ғе+ +  +
2
е " т
2
Ғе 
* 
CdT +
2
e~*=nCd 
3  
TI+ +  е- *+П 
3  
Co+ + +
2
e ' ^ C o  
5 
Ni f + + 2 е - ^ Ы і  
+  
Mo+ + + Д З е ^ггМ о  
3 
Sn + + +
2
e - ^ S n  
% 
Pb'^ + +
2
e - ^ P b  
§ 
W+ + + + 3 e - ^ W  
У 
2
H + +
2
e - ^ H ,  
2  
Sb + + + + 3 e ~ ==tSb 
° 
B i + f ^ +  3e~ ^ B i  
£ 
C
li
+ +" +2e^5=tCu 
p 
A s + + e ' ^ » A g  
0  
H g + + 2 e ~ ^ H g  
<  
Au+  + c ' * ± A u
—
3 ,0 2
— 2,84
— 2,38
— 1,66 
— 1,18
— 0,76 
- 0 ,7 4
— 0,44 
- 0 ,4 0  
- 0 ,3 3
— 0,27 
- 0 ,2 3  
- 0 ,2 0
0,14 
0,13 
0,05 
0,00 
+  0,20 
+  0,23 
+  0,34 
+  0,80 
- 0 ,8 5  
+  1,70
Мұндағы  п  —  металл  ионының  валенттігі,  с-металдың  ерітінді- 
дегі  концентрациясы  (моль/л)
Нернст  формуласы  бұрын  қарастырылып  өткен  термодина- 
микадағы  жалпы  изобара-изотерма  потенциалы  теңдеуінің  (V-та- 
рау)  дербес  түрі  болып  есептеледі,  өйткені:
AG =   — «• Ғ • АЕ
мұндағы  Ғ =  Фарадей  саны,  96 500  кулонға  тең.
Мәселен,  мырыштың  өз  тұзының  0,001  м  ерітіндісіне  баты- 
рылған  кездегі  потенциалын  есептеп  шығарайық:
АЕ—  —0,76+  - ^ M _ . l g l 0 ':i=  — 0,85  в
Бұдан  электролит  ерітіндісіндегі  металл  ионы  концентрация- 
сыныц  кемуі  оның  электродтық  потенциалының  алгебралық  ша- 
масын  азайтатындығын  көреміз.  Қерісінше  концентрацпясынын 
артуы  потенциал  шамасын  ұлғайтады.
Гальвани  элементі  ток  көзі  ретінде  техникада  ертеден  колда- 
нылып  келеді.  Ең  алгаш  гальвани  элементін  1799  жылы  Италия 
физигі  А.  Вольта  жасаған  болатын.  Вольта  элементінде  мырьпп
3 0 4

пен  мыс  электродтар  күкірт  кышқылының  ерітіндісіне  батырыл- 
ғандыктан  тез  істен  шығатын.  Қазірде  гальвани  элементтерініц 
Түрі  көп  (XIV  тарауды  кара).
§  16.  ЭЛЕКТРОЛИЗ
Электр  өткізгіштерді  екі  ретке  бөледі.  1  ретті  өткізгіштер 
электрондар  қозғалысына  тәуелді  (электрондык  вткізгіштік). 
I 
ретті  өткізгіштерден  электр  тогы  өткенде  онын  химиялык күрамы 
ешбір  өзгеріске  ұшырамайды,  әрі  ешкандай  химиялык  реакция 
журмейді.
Электролиттер  II  ретті  өткізгіштерге  жатады.  Олардағы  өт- 
кізгіштік  электр  өрісінде  иондардыц  козғалысына  негізделген 
(иондык  өткізгіштік).  II  ретті  өткізгіштерден  ток  жүрген  кезде 
олардың  электродтарында  тотығу-тотықсыздану  реакциясы  жү- 
реді  яғни  электролизденеді.  II  ретті  өткізгіштердің  қатарына 
тұздар,  кышқылдар  мен  негіздердің  судагы  ерітінділері,  сол  сияк- 
ты,  осы  заттардың  балкыған  күйдегі  балқымасы  да  жатады.
Э л е к т р о л и з   —  д е й г і н і м і з   е р і т і н д і   н е м е с е   б а л -  
к ы ғ а н   к ү й д е г і   э л е к т р о д  и т т е н   т о к   ө т к е н   к е з д е  
ж ү р е т і н   т о т ы ғ у - т о т ы к с ы з  д а н у   г і роцесі .   Бүл  процес- 
те  электр  энергнясы  химиялык  энергияға  айналады.
Егер  электролиттің  судағы  ерітіндісіне  түрақты  ток  көзімен 
жалғаскан  электродтар  салсақ  ерітіндідегі  иондардын  тәртіпсіз 
козғалысы  белгілі  бір  бағытка  ие  болады:  катиондар  катодка, 
аниондар  анодка  барып  зарядсызданады,  яғни  катиондар  катод- 
тан  электрондар  алып,  аниондар  анодка  артық  электрондарын 
беріп  бейтарап  күйге  ауысады  (105-сурет).  Осыдан-ак  электролиз 
процесінің  ішкі  сыры  катодта  өтетін  тотыксыздану,  анодта  өте- 
тін  тотығу  процесі  екенін  көреміз.  Зарядсызданған  атомдар,  не 
атомдар  тобы ерітіндіден  бөлініп  шығады  немесе өзара  әрекеттесіп 
электролиздіц  екінші  өнімі  деп  аталатын  заттар  түзеді.
Мысал  ретінде  мыс  дихлоридінің  судағы  ерітіндісінін  электро- 
лизденуін  қарастырайык.  Тұракты  ток  әсерінен  ерітіндідеғі  Cu 
және  С1'  иондары  әркайсыеы  карсы  заряды  бар  электродтарға 
бағытталады  да,  мыс  ионы  катодта  тотыксызданып,  хлор  ионы 
анодта  тотығады:
Cu’+ 2 e  =  Cu 
2СГ —2е =  СІз
Электролиз  механизмін  Караганда  кез  келген  сулы  ерітіндіде 
электролиттін  диссоциациялануынан  панда  болатын  иондардан 
баска  да  еудыц  диссоциациялануынан  туатын  сутек  катионы  мен 
гидроксид  анионы  болатындығын  айту  кажет.  Олай  болса,  катод­
та  зарядсыздана  алатын 
екі 
ион:  электролит  (металл)  жэне 
сУтек  катиондары  болады.  Дэл  кай  ионнын  зарядсыздануы  ец 
алдымен  олардың  кернеу  катарында  түрған  орындарына,  сода и 
соң 
иондардыц  концентрациясы  мен  процесс  өтетіи  электродтың 
материалына  біршама  тәуелді.

105-сурет.  Электролиз 
схемасы
ролиз  кезшде 
бөлініп  шығады
Жалпы  алғанда  металл  қаншалықты 
электронын  оңай  беретін  болса,  яғни  қалып- 
ты  электродтың  потенциалының  алгебра- 
лык  мөлшері  кіші  болса,  соншалықты  оның 
иондары  қиын  зарядсызданады.  Сондық- 
тан  ең  оңай  зарядсызданатын  металдар  кер- 
неу  катарының  соңына  орналасқан,  қиын 
зарядсызданатын  металдар  қатардың  ба- 
сында  тұр  дей  аламыз.  Шынында,  сутектің 
оң  жағындағы  активсіз  металдардың  катио- 
нын зарядсыздандыру сутек катионын заряд- 
сыздандырудан  оңай  болатындыктан  элект- 
катодта  әдетте  мыс,  сынап  т.  т.  металдар  өздері
Сутектің сол  жағында орналаскан  активті  металдар ионы  сутек 
ионына  қарағанда  қиындау  зарядсызданатындықтан  кернеу  _ 
катарының  басынан  алюминийге  дейінгі  элементтердің  орнына 
сутек  ионы  тотықсызданып  катодта  Н2  бөлініп  шығады.
Мысалы  NaCl  ерітіндісінің  электролизін  алайық:
NaCl-^Na' +  Cl'
Катодта:Н +  е =  Н 
анодта: 
С1' — е =  С1
Н +  Н =  Н2 
С І+ С 1= С 12
Сутектен  бұрын  орналаскан,  бірақ  қалыпты  электродтық  по­
тенциалы  сутекке  біршама  жуық  металдардың,  мысалы  Zn,  Ғе, 
Ni  тұздарын  электролиздегенде  жағдай  мүлдем  өзгереді:  теория 
жүзінде  сутек  ионы  зарядсыздануы  қажет  болғанымен,  іс  жүзінде 
бұл  металл  иондарының  өздері  зарядсызданып  бөлініп  шыға 
бастайды.  Мұның  мәні  сутек  иондарының тым  мардымсыз  бөлініп, 
әрі  электродтың  материалына  тәуелді  зарядсыздануында:  осыған 
орай  электролиз  жүргізу  үшін  кернеудің  артық  мөлшерін 
қажет  етеді  (кейініректегі  асқын  кернеуді  қара).
Анодта  қандай  процесс  өтеді?  Оған  электролиттің  теріс  ионы 
мен  гидроксид  тобы  келеді.  Егер  электролиттің  теріс  иондарының 
құрамында  оттек  жоқ  жалаң  CE,  Br',  I,  S",  т.  б.  түрінде  келсе, 
алдымен  осылар  зарядсызданады  да  анодта  бөлініп  шығады. 
Себебі,  гидроксид  тобының  бұлармен  салыстырғанда,  зарядсыз­
дануы  қиындау.  Теріс  иондар  құрамында  оттек  бар  болып 
келсе,  мысалы  S 0 4",  NCV,  PO/"  т.  т.,  онда  анодта  оттек  газы 
бөлініп  шығады.  Себебі  бұл  жағдайда  гидроксид  тобы  зарядсыз­
данып  тұрақсыз  ОН  тобын  түзеді,  ол  тез  ыдырап  су  жэне  оттек 
ту дыра ды:
40Н' — 4е =  2Н20  
0 2
Жалпы  алғанда  анодта  өтетін  процесс  эрі  электролитке,  әрі
3 0 6

анод  жасалған  затка  тікелей  тәуелді  болып  келеді.  Анодтың  екі 
түрі  болады:  ерімтал  және  ерімейтін.
Ерімтал  анодтар  —  электролиз  кезінде  өз  ионын  беріп  отыра- 
ды.  Жоғарыда  айтылған  мыс  дихлориді  ерітіндісін  электролиз- 
дегенде 
анод  ретінде  мыс  пластинкасын  алайык.  Онда  катодта 
мыс  бөлініп,  анодта  хлордың  бөлінбейтіндігін  байқаймыз.  Демек, 
бұл  жағдайда  мыс  атомы СГ ионымен салыстырғанда  өз  злектрон- 
дарын  оңай_  беретіндіктен  атом-мыс  мұжылып  ери  бастайды, 
ерітіндіге  Cu  түрінде  шығып  жатады.  Бір  мезгілде  мыс  тотықсыз- 
данып  атомға,  әрі  тотығып  ионға  айналып  жататындықтан 
ерітіндідегі  Сіі' концентрациясы  өзгермей  тұракты  болып  тұрады. 
Сондықтан  мыс  аноды  бар  электролизердегі  (электролиз  өтетін 
ыдыс)  СиС12  ерітіндісінің  электролизін  мынадай  схемамен  өрнек- 
теуге  болады.
С и С Ь ^ С и  +  гС І"
катодта  Cu +  2e =  Cu 
анодта  Cu —2e =  Cu
Олай  болса,  хлор  мыс  ерітіндісінің  электролизденуі  дегеніміз 
анодтағы  мысты  катодқа  тасымалдау  болып  табылады.
Ерімтал  аноды  бар  электролиз  процесі  қазірде  аса  таза  метал- 
дар  алу  үшін,  мәселен  мысты  электролиттік  тазалау  үшін,  бір 
металды  екінші  металмен  қаптау  үшін  колданылады.  Металды 
никельдеу  үшін  анодты  никельден,  катодты  бетіне  никель  жалату 
қажет  металдан  жасайды.  Ерітіндіден  ток  жүрген  кезде  ондағы 
никель  иондары  тотықсызданып  барып  катод  бетіне  қонады, 
ал  оның  орнын  анодтан  еріген  Ni  иондары  толтырып  отырады. 
Электролиз  жәрдемімен  бір  металды  екінші  металл  бетіне  жалату 
г а л ь в а н о с т е г и я   деп  аталады.
Электролиздің  техникалық 
аса 
маңызды 
қолданылатын 
жерінің  бірі  —  г а л ь в а н о п л а с т и к а   —  бедерлі  заттардың 
көшірмесін  металл  бетіне  түсіру.  Гальванопластпканы  ең  алғаш 
рет  орыс  академигі  Б.  С.  Я к о б   и  (1801 —1874)  өткен  ғасырдың 
30  жылдарында  ашқан.  Қазірде  гальванопластикаНьщ  көмегімен 
клише,  металл  статуя,  барельефтердің  көшірмесі  жасалады. 
Гальванопластика  кезінде  көбіне  мыс  анод  колданылады,  алай- 
Да  Ni,  Ag  тәрізді  баска  да  металдарды  пайдалануға  болады.
Ерімейтін  анодтар  әдетте  алтыннан,  платинадан,  графиттен 
жасалады.  Ерімейтін  анод  электролиз  кезінде  ешбір  бүлінбейді, 
оның  бетінде  қышкыл  қалдығының  ионы  немесе  гидроксид  ионы 
тотығады.
Электролит  концентрациясы  әжептәуір  болса  ерітіндіде  бола- 
тын  оттексіз  кышкылдың  аниондары  —  СГ,  Вг',  Г,  S"  оп-оңай 
зарядсызданады,  ал  огтекті  кышқылдың  аниондары  —  S 0 4", 
Р 0 4",  NОз  зарядсызданбайды.  Сондықтан  оттекті  қышкылды, 
яки  оның  тұзын  электролиздегенде  анодта  гидроксид  ионы  тоты- 
ғып  оттекті  бөлін  шығарады.  Мәселен,  NiS04  тұзының  электро- 
лизінің  схемасын  көрейік:

1
NiS04->-Ni + + +  SO'/
катодта  2Ni+_t+ 4 e  =  2Ni 
анодта  40H' —4e =  0 2 +  2H20
Егер  тұрақты  ток  активті  металл  мен  оттекті  қышқыл  калды- 
ғынан  тұратын  тұздың  судағы  ерітіндісінен  өтсе  не  оның  кати­
оны,  не  анионы  зарядсызданбайды.  Бар  болғаны  судың  иондары 
катодта  тотықсызданып,  анодта  тотығады.
Сондай  тұздардың  бірі  N aS04 
ерітіндісі  электролизінің 
схемасы  төмендегідей:
Na2S 0 4->-2Na' 4- SO"
катодта  4Н‘-)-4е =  2Н2 
анодта  4 0 Н '— 4е =  2Н20  +  0 2
Электролиттерді  суда  ерітпей  бірден  балқытып  та  электро- 
лиздеуге болады,  NaCl  тәрізді  электролиттерді  балқытқанда олар- 
дың  иондык,  кристалдык  тор  көздері  бұзылады.  Балкыған  тұздын 
иондары  ретсіз  қозғалыста  болады,  ерітіндідегі  иондардан  айыр- 
машылығы  олар  гидраттанбаған.  Балқыған  электролитте  бір 
ғана  катион,  бір  анион  болатындықтан  электродтарда  солар 
зарядсызданады.  Мәселен,  NaCl 
балқымасы  электролизінің 
схемасы:
N a C l^ N a ’ +  СГ
катодта  Na*-)-e =  Na 
анодта  С1' — е=С1
С1+С1=С12
Қосылыстарының  балқымасын  электролиздеу  арқылы  қазір- 
гі  кезде  алюминий,  магний,  кальций,  натрий  т.  б.  көптеген  метал- 
дар  алынады.
Электролиз  заңдары. 
Катодта  тотықсызданып,  анодта  тоты- 
ғатын  заттар  мөлшері  тотығу —  тотықсыздану  процесіне  қаты- 
насқан  электрондар  санына,  баскаша  айтқанда  электролиттен 
өткен  электр  мөлшеріне  тікелей  тәуелді.  Ағылшын  ғалымы  М.  Фа­
радей осы  заңдылықты  сан  жағынан  алғаш  зерттеп,  электролиздің 
мына  екі  заңын  ашты:
1.  Э л е к т р о л и з   к е з і н д е   б ө л і н е т і н   з а т т а р д ы ң  
м ө л ш е р і  
э л е к т р о л и т т е н  
ө т к е н  
т о к  
м ө л ш е -  
р і н е   т у р а   п р о п о р ц и о н а  л.
2.  К е з  к е л г е н   з а т т ы ң   б і р   м о л і н   э л е к т р о л и з -  
д е п  
а л  у 
ү ш і н  
б і р д е й  
т о к  
м ө л ш е р і н   —  96500 
к у л о н   (А-сек)  ж ұ м с а у   к а ж е т .
М.  Фарадей  заңдарының  теңдеуі:
111
  =   Т   ' 1 
‘ І
  =   96500  ‘
Мұндағы  m  —  электродта  бөлінген  зат  массасы,  г 
Э  —  заттыц  1  моль  массасы,  г.
3 0 8

F —  96500  кулон  (Кл).  Фарадей  саны,  яки  тұрақтысы. 
/ —  ток  күші,  А. 
t  —  электролиздеу  уақыты,  с.
q —  ток  күші  I  мен  уақытқа  /  сай  кулон  (А-с)  саны.
формуладағы  -j|  шамасы  электродтан  1  кулон  ток  өткен  кезде 
бөлінетін  элементтің  яки  радикал  (тонтың)  массасының  мөлшері. 
Бұл  шама  э л е к т р о х и м и я л ы қ   э к в и в а л е н т   деп  ата- 
лады.
Фарадей  заңының  математикалық  теңдеуін  электролиттен 
электр  тогы  өткенде  жүретін  процестерге  сай  есептеулер  жүргізу 
үшін  кеңінен  қолданады.
Электролиз  айтарлықтай  жүру  үшін  электролит  ерітіндісінен 
өтетін  токты  белгілі  бір  кернеуде  ұстап  тұру  қажет.  Электролиз 
процесінің  еркін  жүрүіне  қажет  кернеу  мөлшері  ыдырау  кернеуі 
(басқаша  ыдырау  потенциалы,  вольтаж  деп  те  атайды)  деп 
аталып  Еыд.,  вольтпен  өлшенеді.
Ыдырау  кернеуін  тәжірибе  жүзінде  табады.  40-кестеде  кейбір 
электролиттердің  ыдырау  кернеуі  берілген.  Бірінші  бағанада 
орналасқан  кышқылдар  мен  сілтілердің ыдырау  кернеуі  бір  шама- 
лас.  Оның  мәні  бұл  заттарды  электролиздегенде  тек  су  иондары- 
ның  тотығу-тотыксыздануға  ұшырап  сутек  пен  оттек  бөлінетін- 
дігін  көрсетеді.
40-кесте
Катиондар  концентрациясы  1  моль/л  болғандағы  кейбір 
электролиттердің  ыдырау  кернеуі
Э л е к т р о л и т
Е ы д
Э л е к т р о л и т
Ь ы д
Э л е к т р о л и т
H  ЫД
HN0
3
1,69
NaNOj
2,15
AgNOs
0,70
H
2
S 0
4
1,67
N a .S 0
4
2 , 2 1
C u S 0
4
1,49
H
3
P O
4
1,70
HC1
1,31
Z n S 0
4
2,35
NaOH
1,69
HBr
0,94
NiCI
2
1,85
K O H
1,67
HJ
0,52
NiSO*.
2,69
Электролиз  кезінде  берілетін  ток  кернеуі  ыдырауға  қажет 
мөлшерге  жетер-жетпес  болса  процесс  токтап  қалады.  Мұның 
сырын түсіну  үшін  NіС1
2
  ерітіндісінің  платина, электродты  ваннада 
электролизденуін  алайық.  Электролиз  жүре  бастасымен  катод- 
та  Ni  ионы  тотықсызданып,  анодта  хлор  тотығады:
Ni”+ 2 e  =  Ni
СГ  —е =  С\ 
С1 +  С1=С12
Осының  нәтижесінде  катод  беті  никельмен,  анод  беті  хлор  молеку- 
лаларымен  капталады  да,  гальвани  элементі  түзіледі:
( +  )  2C1'  !  С12 И
  Ni 
I 
Ni' ( — )
3 0 9

Бұл  элементте  мынадай  тотығу-тотықсыздану  процесі  жүрсді: 
N і — 2е =  N і 
С12 +  2e =  2С1'
Бірак  мұндагы  токтың  бағытымен  электролиздеуге  қажет  токтың 
багыты  қарама-қарсы  болады.  Гальвани  элементінің
Э.К.К =  Е°2п■
 /сiа — Е°\і
і
/N
і
 + + 
і.36  ( —0,25)  -   1,61  В.
Демек,  гальвани  элементі  тудыратын  потенциалдан,  электролиз- 
деуге  берілетін  кернеу  артпайынша  электролиз  процесін  айтар- 
лықтай  жүргізу  мүмкін  емес.  Іс  жүзінде  ыдырау  кернеуі  гальвани 
элементінің  Э.  Қ.  К.-нен  қашанда  жоғары  болып  келеді.  Олардың 
айырмасы
т] =  ЕЬІД—Е  аскын  кернеудің  мөлшеріне  сай
келеді.  NiCb>  ыдырауға  кажет  кернеудің  мөлчіері  1,85  В.  Олай 
болса  аскын  кернеудің  шамасы
П =  ЕЫД- Е =  1,85—  1,61 =0,24  В.
Асқын  ксрнеудің  шамасына  әртүрлі  жагдайлар  эсер  етеді. 
Электродтың  материалы,  электрод  бетінің  гегістігі,  ток  тығызды- 
ғы,  ерітіндінің  концентрациясы  мен  температурасы,  электролит 
кұрамы т. т.  Электролиз  кезінде  аскын кернеу  шамасы тым  үлкейіп 
кетуі  мүмкін,  бұл  өндіріс  үшін  тиімсіз,  өйткені,  электр  энергиясын 
артык  жұмсауға  мәжбүр  стеді.  Сондықтан  іс  жүзінде  аскын 
кернеудің  шамасын  кішірейтуге  тырысады.
Аскын  кернеудің  пайдалы  жагы  да  бар.  Мәселен  Mn,  Zn,  Fe, 
Ni,  Sn,  Pb  тәрізді  металдарда  сутектің  аскын  кернеуінің  шамасы 
үлкен,  ал  металдардың  өзінің  аскын  кернеуі  кішкентай  болады. 
Сондықтан  жоғарыда  аталған  элементтер  кернеу  катарында 
сутектен  солырак  орналаскандығына 
карамастан, 
олардың 
катиондарын  судағы  ерітінділерінен  бөлін  алуға  болады.

жүктеу/скачать 30,34 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: