g9f-1.2· Fəsil 1: Müxtəlif mühitlərdə elektrik cərəyanı· ~12 dəq

Elektrolitlərdə elektrik cərəyanı və elektroliz

İonlarla keçiricilik və Faradeyin qanunu

Elektrolitlər (turşu, qələvi və duz məhlulları) suda həll olduqda müsbət və mənfi ionlara parçalanır (dissosiasiya). Bu məhlulda elektrik cərəyanını sərbəst elektronlar yox, müsbət və mənfi ionlar daşıyır. Cərəyan keçdikdə ionlar elektrodlara doğru hərəkət edir və orada maddə ayrılır — bu hadisəyə elektroliz deyilir. Elektrodlarda ayrılan maddənin kütləsi Faradeyin elektroliz qanunu ilə hesablanır: m=k⋅q=k⋅I⋅tm = k \cdot q = k \cdot I \cdot t; burada kk — maddənin elektrokimyəvi ekvivalenti, q=I⋅tq = I \cdot t — elektroddan keçən yükdür.

📌Nümunə

Məsələn: k=0,001k = 0{,}001 q/Kl, I=2I = 2 A, t=50t = 50 s olduqda əvvəlcə q=I⋅t=2⋅50=100q = I \cdot t = 2 \cdot 50 = 100 Kl, sonra m=k⋅q=0,001⋅100=0,1m = k \cdot q = 0{,}001 \cdot 100 = 0{,}1 q ayrılır. Beləliklə, ayrılan kütlə həm cərəyan şiddətindən, həm də vaxtdan asılıdır.

Qrafiklər

Elektroliz: elektrolitdə ionlar əks yüklü elektrodlara hərəkət edir (katyonlar katoda, anyonlar anoda)
Elektroliz: elektrolitdə ionlar əks yüklü elektrodlara hərəkət edir (katyonlar katoda, anyonlar anoda)

Əsas terminlər

Elektrolit — Suda həll olduqda ionlara parçalanan və cərəyan keçirən maddə (turşu, qələvi, duz məhlulu).
Dissosiasiya — Elektrolitin suda müsbət və mənfi ionlara parçalanması hadisəsi.
Elektroliz — Cərəyan keçdikdə elektrolit məhlulunda elektrodlarda maddənin ayrılması hadisəsi.
İon — Elektrolit məhlulunda cərəyanı daşıyan yüklü hissəcik (müsbət və ya mənfi).
Elektrokimyəvi ekvivalent (kk) — 1 Kl yük keçdikdə elektrodda ayrılan maddənin kütləsi; vahidi q/Kl.
Elektrik yükü (qq) — Elektroddan keçən yük, q=I⋅tq = I \cdot t; vahidi kulon (Kl).
Elektroliz kəmiyyətləri
KəmiyyətİşarəDüsturVahid
Cərəyan şiddətiIII=q/tI = q / tA
Keçən yükqqq=I⋅tq = I \cdot tKl
Elektrokimyəvi ekvivalentkkk=m/qk = m / qq/Kl
Ayrılan kütləmmm=k⋅I⋅tm = k \cdot I \cdot tq

Faradeyin elektroliz qanununun əsas kəmiyyətləri və düsturları.

Metalda və elektrolitdə keçiricilik
MühitYük daşıyıcısı
MetalSərbəst elektronlar
Elektrolit məhluluMüsbət və mənfi ionlar

Cərəyanı daşıyan hissəciklər mühitdən asılıdır.

✎Ayrılan kütlənin tapılması (m=k⋅I⋅tm = k \cdot I \cdot t)
  1. 1Verilənlər: k=0,001k = 0{,}001 q/Kl, I=3I = 3 A, t=100t = 100 s.
  2. 2Keçən yük: q=I⋅t=3⋅100=300q = I \cdot t = 3 \cdot 100 = 300 Kl.
  3. 3Kütlə: m=k⋅q=0,001⋅300=0,3m = k \cdot q = 0{,}001 \cdot 300 = 0{,}3 q.
✎Cərəyanın keçmə müddətinin tapılması
  1. 1Verilənlər: k=0,0005k = 0{,}0005 q/Kl, m=0,5m = 0{,}5 q, I=5I = 5 A.
  2. 2Düsturu çevir: m=k⋅I⋅tm = k \cdot I \cdot t düsturundan t=m/(k⋅I)t = m / (k \cdot I).
  3. 3Hesablama: t=0,5/(0,0005⋅5)=0,5/0,0025=200t = 0{,}5 / (0{,}0005 \cdot 5) = 0{,}5 / 0{,}0025 = 200 s.
💡Qeyd

Müsbət ionlar mənfi katoda, mənfi ionlar (anionlar) müsbət anoda doğru hərəkət edir; saf metal katodda çökür.

🚫Tez-tez səhv

Elektrolitdə cərəyanı sərbəst elektronlar yox, ionlar daşıyır. Sərbəst elektronlarla keçiricilik metala aiddir.

⚠️Diqqət

Kütlə I⋅tI \cdot t hasilindən düz mütənasibdir: II 2 dəfə, tt 3 dəfə artarsa mm 2⋅3=62 \cdot 3 = 6 dəfə artır (toplamır, vurulur).

⚠️Diqqət

kk çox kiçik ədəddir (məs. 0,00050{,}0005 q/Kl). Hesablamada vergülün yerinə diqqət et; m=k⋅qm = k \cdot q tam düsturu ilə hesabla.

💡Qeyd

Distillə su, şəkər məhlulu və quru şüşə elektrolit deyil — onlarda sərbəst ion olmadığı üçün cərəyanı praktiki keçirmir.

Qaydalar

  1. 1Elektrolit məhlulunda cərəyanı ionlar daşıyır.
  2. 2Keçən yük: q=I⋅tq = I \cdot t (vahidi — kulon, Kl).
  3. 3Faradeyin elektroliz qanunu: m=k⋅q=k⋅I⋅tm = k \cdot q = k \cdot I \cdot t.
  4. 4kk — elektrokimyəvi ekvivalent (q/Kl), mm — ayrılan maddənin kütləsi.

Məşq

15 asan · 15 orta · 15 çətin

Hər testdə təsadüfi 10 sual seçilir

AsanOrtaÇətinQarışıq