Электр қозғаушы күштер

0

Жоспары:

  1. Электродты процестер олардың жіктелуі
  2. Гальваникалық элементтер
  3. Қос электр қабаты

Лекция мәтіні:

Электродты процестер дегеніміз ерітінділер мси балқымалардағы бірінші текті өткізгіштен әзірленген электродтарда болатын химиялық құбылыстар. Бұл процестерді өзара байланысты екі топқа бөлуге болады. Біріншісі — потенциал айырмашылығының пайда болуы және гальваникалық элементтердегі электр тогы. Екіншісі — ерітінді мен балкыма арқылы тұрақты электр тогы өткенде жүретін   химиялық   процестер.   Мұны   электролиз   дейді.

Көптеген химиялық реакциялар тотығу-тотықсыздану реакцияларына жатады. Мысалы, мырыш нластинкасын мыс сульфатыныңерітіндісіне батырғанда, өздігінен жүретін химиялық реакция нәтижесінде мырыш атомы тотықса, ерітіндідегі мыстың ионы то-тықсызданады. Бұл процесте химиялық реакцияның знергиясы жылу энергиясына айналады, ал ондағы тотығу-тотықсыздану процестерін жеке жүргізсе және злектрон алмасуын сыртқы тізбек арқылы жүзеге асырса, химиялық реакцияның энергиясын пайдаланып жұмыс атқаруга болады. Мұндай жағдайда электрохимиялық тізбек ток көзі қызметін атқарады. Электрохимиялық тізбектерге басқа электр энергиясын беріп, электродтардағы химиялық реакцияларды ездігінен жүре бермейтін бағытта жүргізуге болады. Оған, мыстың еріп, мырыштың бөліну реакциясы мысал болады, яғни бірінші реакция электр энергиясын пайдаланғанда кері жүреді екен.

Енді қалыпты жағдайда өздігінен жүретін химиялық реакцияларды пайдаланып, электрохимиялық тізбекті алуға болатын және оның нәтижесінде электр энергиясы алынатын процестерді қарастырайық. Әдетте, мұндай тізбектерді гальваникалық элементтер дейді.

Қазір электрохимиялық процестер қос электр қабатының пайда болуымен түсіндіріледі. Металды сұйыққа, әдетте бір электролит ерітіндісіне салса, онда металл-сұйық шекарасында ион қабаты пайда болады екен. Металл пластинкасындағы электрондар, сол пластинка бетіне, яғни металдың сүйықпен беттескен жеріне жиналады да, ондағы электрондар ерітіндіден өзіне оң зарядталған иондарды (катиондарды) тартып, шоғырландырады.’ Олай болса металдың сұйықпен жанасқан бетінде электрон және оған кері катион қабаты түзіледі. Мұны қос электр қабаты дейді . Ондағы электрондар мен иондар, негізінен, жылулык қоз-ғалыс пен электростатистикалық әрекеттесу нәтижесінде диффу-зиялық қозғалыста болады.

Иондардың белгілі бір бөлігі ерітінді мен металл шекарасында тізіліп, металл бетіндегі электрон қабатына астар болады. Ондағы электр қабаттарының әрқайсысының қалыңдығы электролиттегі ион радиусына шамалас. Қалған   иондар   диффузиялық әсер арқылы алыстау орналасады және ол алыстаған сайын заряд тығыздығы сирей түседі.
Сонымен ерітіндіге салынған металл иондары қатарынан екі күш ықпалында болады: су молекуласы мен металл иондарының арасындағы электростатистикалық тартылыс гидратация құбылысы) және кристалл торының беріктігімен аиықталатын метал-
дағы электрондық газдар тарабынан болатын электростатистикалық тартылыс. Әрине, металдың кристалдық торы неғұрлым берік болса, металл ионының да ерітіндіге
ауысуы солғұрлым қиындау болатыны түсінікті. Сол сияқты гидротациялау энергиясының шамасы жоғарылаған сайын, су молекуласы да металл иондарымен белсенді әрекеттеседі және ерітіндіге жеңіл ауысады.

Осы жоғарыда келтірілген, бір-біріне қарама-қарсы екі күш әсерінен металдың сумен әрекеттесуі тек үстіртін ғана, беттік сипатта қалады және ол металл — су аралығында ғана болады. Металдың суда мүлдем нашар еритіндігіне қарамастан, осы шекарада металл иондарының концентрациясы айтарлықтай бар болады екен. Сондай-ақ металл электрондарына ерітіндіден тартылған катиондар металдың кристалды торындағы электростатистикалық тартылыс салдарынан тек шектелген, металл бетінде шамалы ғана тербелетін кинетикалық қозғалыста болады. Бұл катиондарды гидратталған иондар дейді және олар металдың кристалды торымен берік байланысады

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ