Жаратылыстану ғылымдары факультетінің деканы

 

Л

.

Н

. 

Гумилев

 

атындағы

 

Еуразия

 

ұлттық

 

университеті

 

Пəннің

 

оқу

-

əдістемелік

 

кешені

 

Басылым

: 

алтыншы

 

 

31 

ЕҰУ

 

Ф

 703-08-16. 

Пəннің

 

оқу

-

əдістемелік

 

кешені

. 

Алтыншы

 

басылым

 

 

Электродтық

 

потенциалдар

. 

Гальваникалық

 

элементтерде

 

екі

 

типті

 

электродтар

 

қолданады

. 

Электродтардың

  I-

ші

 

типі

  - 

өзінің

 

тұзына

 

салынған

 

өткізгіш

  - 

металдық

 

пластинка

. 

Мысалы

, 

мырыш

 

пластинкасын

 

мырыш

 

сульфаты

 

ерітіндісіне

 

салса

, 

онда

 

келесі

 

теңдеумен

 

өрнектелетін

 

тотығу

-

тотықсыздану

 

процесі

 

жүреді

: 

𝑍𝑛  ⇆  𝑍𝑛

2+

+2𝑒

 

Ерітіндіге

 

мырыш

 

катиондары

 

ауысады

, 

ал

 

электрондар

 

металдың

 

бетінде

 

қалады

. 

Нəтижесінде

 

металдық

 

пластинка

 

мен

 

ерітінді

 

арасында

 

потенциалдар

 

айырымы

 

пайда

 

болады

 

да

 

металдың

 

потенциалы

 

теріс

 

болады

. 

Бұл

 

айырмашылықтар

 

металды

 

ерітуге

 

тырысқан

 

күштер

 

мен

 

ерітіндідегі

 

металл

 

иондарының

 

осмостық

 

қысымы

 

қатынастарындағы

 

айырмашылыққа

 

байланысты

. 

Екінші

 

тип

  – 

ол

 

инертті

 

металдан

 

жасалынған

, 

тотығу

-

тотықсыздану

 

жұбын

 

құрайтын

, 

мысалы

,  Fe

3+

/Fe

2+

, 

иондар

 

ерітіндісіне

 

салынған

 

платина

 

пластинкасы

. 

Электродтардың

 

бұл

 

типтерінде

 

тотығу

- 

тоықсыздану

 

процестері

 

бірінші

 

типті

 

электродтағыдай

 

жүреді

, 

айырмашылығы

 

электрондар

 

платина

 

электродында

 

қалады

. 

Əртүрлі

 

заттардың

 

тотығу

-

тотықсыздану

 

қабілетінің

 

өлшемі

  - 

электродты

 

потенциал

 

(

вольт

) 

болып

 

табылады

. 

Өлшейтін

 

құрылғылар

 

тек

 

қана

 

потенциалдар

 

айырымын

 

анықтайды

. 

Жартылай

 

реакциялардың

 

потенциалдарының

 

абсолютті

 

мəнін

 

анықтау

 

əдісі

 

жоқ

. 

Сондықтан

 

жартылай

 

реакциялардың

 

салыстырмалы

 

потенциалдарын

 

барлық

 

электродты

 

потенциалдарды

 

жалпы

 

стандартпен

 

салыстыру

 

жолымен

 

алады

. 

Ол

 

үшін

 

нормальді

 

сутектік

 

стандартты

 

электродпен

 

зерттелетін

 

тотықтырғыш

 

немесе

 

тотықсыздандырғыш

 

электродынан

 

тұратын

 

гальваникалық

 

элемент

 

құрайды

. 

Гальваникалық

 

элементтің

 

электрқозғаушы

 

күшінің

 

шамасы

 

тотықтырғыштар

 

мен

 

тотықсыздандырғыштардың

 

химиялық

 

активтіліктерінің

 

көрсеткіші

. 

Нормальді

  (

стандартты

) 

сутек

 

электроды

-

активтілігі

 

тұрақты

 

бірге

 

тең

 

қышқыл

 

ертіндісіне

 

салынған

,

бір

 

атмосфера

 

тұрақты

 

қысымдағы

 

сутек

 

ағынында

 

болатын

 

ұнтақталған

 

платинамен

 

жабылған

 

платина

 

фольгасы

. 

Сутек

 

платина

 

электродында

 

адсорбцияланып

, 

ерітіндіге

 

ауысады

. 

Н

2

(газ)   ⇆ Н

2

(ққанық. қер. )

 

Н

2

(ққанық. қер. ) ⇆  2Н

+

+2е

-

 

Бұл

 

процесс

 

қайтымды

, 

сондықтан

 

стандартты

 

сутек

 

электродында

 

тотығу

 

процесі

 

де

, 

сутек

 

иондарының

 

молекулалық

 

сутекке

 

тотықсыздану

 

процесі

 

де

 

жүре

 

алады

. 

Қолайлы

 

болу

 

үшін

 

стандартты

 

сутек

 

электродының

 

потенциалын

 

кез

 

келген

 

температуада

 

ноль

 

вольтке

 

тең

 

деп

 

алады

. 

Кез

 

келген

 

электродты

 

стандартты

 

сутек

 

элетродымен

 

байланыстырып

, 

электрқозғаушы

 

күшін

 

вольтметрмен

 

жеңіл

 

өлшеуге

 

болатын

 

гальваникалық

 

элемент

 

құрастырады

 (1-

сурет

).  

Осындай

 

элементтің

 

электрқозғаушы

 

күші

 (

э

.

қ

.

к

.) 

стандартты

 

(

нормальды

 

тотығу

-

тотықсыздану

 ) 

потенциал

 

Е

0

деп

 

аталады

. 

Ол

 25

о

С

 

температурада

 

өзінің

 

тұзына

 

салынған

 

металл

 

мен

 

стандартты

 

сутектік

 

электродтарының

 

потенциалдар

 

айырымына

 

тең

. 

Стандартты

 

электродты

 

потенциалдар

 

Қосымшада

 

кестеде

 

келтірілген

. 

 

Кез

 

келген

 

жүйенің

 

тотығу

-

тотықсыздану

 

потенциалы

 

термодинамикалық

 

əдіспен

 

анықталады

 

жəне

 

ол

 

температураға

 

жəне

 

тотығу

-

тотықсыздану

 

түрлерінің

 

концентрацияларына

  (

активтіліктеріне

) 

тəуелді

. 

Бұл

 

тəуелділік

 

Нернст

 

теңдеуімен

 

өрнектеледі

: 

𝐸 = 𝐸

H

+ ln

𝑅𝑇𝑎

|}

𝑛𝐹𝑎

•€•

 

мұнда

, 

Е

- 

тепе

-

теңдіктегі

 

потенциал

 , 

В

; 

Е

о

- 

стандартты

 

потенциал

, 

а

тт

.

= 

а

тс

.

= 1 

болғандағы

 

потенциал

;  R-

универсалды

 

газ

 

тұрақтысы

  (8,3144 

Дж

.

град

-1

.

моль

-1

);  F- 

Фарадей

 

саны

 

(96493 

Кл

.

экв

-1

); T– 

абсолютті

 

температура

 (

К

); 

о

x- 

тотыққан

 

түрі

 

red- 

тотықсызданған

 

түрі

; n- 

жартылай

 

реакцияға

 

қатысатын

 

электрондар

 

саны

. 

 

жүктеу/скачать 2,39 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: