Бағдарламасы студенттері үшін шымкент, 2023 2

89 
Егер сұйық орта су болса, онда жалпы алғандағы барлық металдарға арналған көрініс 
және құбылыс біртекті болып келеді: металл теріс зарядталады, ал оған шекаралас сұйық 
оң зарядталады. Бірақ та бұл құбылысты зерттеп, ондағы потенциалдарды өлшесе, 
олардың мәні әр түрлі екен. Оған басты себеп, біріншіден, металдың кристалдық 
торындағы байланыс күштерінің әр түрлі болуы, екіншіден, ондағы катиондардың әртүрлі 
гидраттануы. 
Ал металл пластинкасын өз тұзының судағы ерітіндісіне салса, мынадай үш түрлі 
жағдай болуы мүмкін: 
1. Ерітіндідегі металдың бастапқы берілген ион концентрациясы С металл 
пластинкасын ерітіндіге енгізгеннен кейін орнаған тепе-теңдікке сәйкес келетін 
концентрациядан С
0
аз (С<С
0
). Мұндай жағдайда екі процесс те қатарынан жүреді; әуелі 
металл ерітіндіге ауысады: 
Ме

Ме 
+
 +е 
–
(а) 
және ерітіндіден металл бөлінеді: 
Ме
+
 +е
–
 

Ме
(б) 
Жалпы процестің шарты С<С
0
болғандықтан, жоғарыдағы екі процестің біріншісі 
басымырақ жүреді, яғни металл ерітіндіге ауысып, электрон бөлінеді. Мұның нәтижесінде 
ерітіндідегі металл пластинкасының беті теріс, ал оған жанасып жатқан ерітінді қабаты оң 
зарядталады. 
2.
Берілген ерітіндідегі металл ионының концентрациясы оған металл 
пластинкасын салған соң орнаған тепе-теңдік жағдайындағы концентрациядан 
артық, яғни С>С
0
. Мұнда ерітіндіден металл иондары бөлініп, пластинка бетіне 
жиналады. Бұл процесс жүруі үшін, бөлінетін металл катионы өзіне электрон 
қосып алуы керек. Системада электр көзі, яғни электрон беретін орын жоқ 
болғандықтан, металл бетінде катион қалады, сөйтіп ерітіндіге салынған металл 
пластинкасының үсті оң зарядталады. 
3. Берілген ерітіндідегі металл ионының концентрациясы оған металл пластинасын 
салғаннан соң орналасатын тепе-теңдік жағдайындағы концентрацияғға тең болады: С

С
0
Мұндай жағдайда бүкіл система қозғалмалы тепе-теңдік күйінде болып, ондағы металл мен 
ерітінді арасындағы потенциал айырымы нөлге теңеледі. Мұнда қос электр қабатқа қанша 
катион шықса, металл пластинасының бетінде ерітіндіден сонша катион ауысады. Ерітінді мен 
металл арасындағы потенциал секіруі мен осы ерітіндідегі металл иондарының 
концентрациясы, дәлірек айтқанда активтілігі байл а н ы с ы н ы ң математикалық тәуелділігін 
табу қиын емес екен. 
Металл иондарының ерітіндіге ауысуы қайтымды процесс болғандықтан және ол 
процесс тұрақты температурада жүре беретіндіктен, система бұл жағдайда барынша
пайдалы жұмыс атқарады. Термодинамикадағы мұндай жұмысты, яғни системаның ба-
рышна пайдалы жұмыс жасай алатын қабілетін бос энергия деп атайды. 
Ме
n+
+ne
–

Me жалпы реакция бойынша жүретін процесс үшін, металдан 1 моль 
ионды ерітіндіге ауыстыру үшін немесе оны кері жүргізуге қажетті электр жұмысын 
келесі формула бойы н ш а есептеуге болады: 
A=nFE
(15) 
мұндағы 
n–
ион заряды, Е— электрод потенциалы (Вольт), F — Фарадей саны. 
Химиялық реакциялардың изотермалық теңдеулері: 











n
Me
Me
a
a
K
RT
A
ln
ln
(16) 
мұндағы R — универсал газ тұрақтысы, Т —- реакция кезіндегі температура, К – берілген 
реакцияның тепе-теңдік константасы, 
Me
a
— металл активтілігі,

n
Me
a
— ерітіндідегі 
металл иондарының активтілігі. Бұл теңдеуді түрлендіріп, натуралды логарифмді ондық 
логарифммен ауыстырып, келесі өрнекті алуға болады. 

90 



n
Me
Me
a
a
RT
K
RT
A
lg
303
,
2
lg
303
,
2
(17) 
Енді (110) теңдеуге жұмыстың (А) (108) теңдеудегі мәніе қойсақ: 



n
Me
Me
a
a
RT
K
RT
nFE
lg
303
,
2
lg
303
,
2
(18) 
бұдан 



n
Me
Me
a
a
nF
RT
K
nF
RT
E
lg
303
,
2
lg
303
,
2
(19) 
Изотерма теңдеуіндегі тепе-теңдік константасы К—берілген тұрақты температурада 
өзгермейтін шама болғандықтан, электродтың электрохимиялық табиғатын сипаттайтын 
өрнек те тұрақты болады және оны Е° арқылы белгілесек: 



n
Me
Me
a
a
nF
RT
E
E
lg
303
,
2
0
(20) 
Me
a

1 десек: 



n
Me
a
nF
RT
E
E
lg
303
,
2
0
(21) 
Бұл теңдеу 
Нернст теңдеуі
деп аталады. 
Есептеу кезінде ыңғайлы болу үшін, бұл тендеудегі тұрақты шамалардың 
((RT:Ғ)2,303) белгілі температурадағы (291 К) мәнін есептеп, Нернст теңдеуін 



n
Me
a
n
E
E
lg
0577
,
0
0
(22 а) 
түрінде өрнектеуге болады екен. 
0,0577 санын, яғни (RT:Ғ)

2,303 санын 
Ж
әрпімен белгілесек оның температураға 
тәуелділігі 
Ж
=0,0577 + 0,0002(Т-291), (22 6) 
немесе



n
Me
a
n
Ж
E
E
lg
0
(22 в) 
формуласымен өрнектеледі. 
Бұл теңдеуді қарапайым математикалық түрлендіруден кейін С=1 моль/л деп алсақ 
Е=Е
0
(114 г) 
болады екен. Демек, 
стандартты (нормальды) потенциал деп концентрациясы С=1 
моль/л ерітіндіге, ондағы металл ионымен аттас металл пластинкасы түйісіп, тепе-
теңдік жағдайда болған кезде пайда болатын потенциалды айтады.

жүктеу/скачать 4,58 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: