Elеktrоliz prоsеsslаr. Elektr toki manbai yordamida olib boriladigan oksidlanish-qaytarilish jarayoni elektr energiyasini kimyoviy energiyaga aylantirishni amalga oshirib beradi. Bunday jarayonni elektroliz deb ataladi.
Elektrolitlar eritmasiga elektrodlar tushirib, ularni doimiy elektr toki manbai bilan ulanganda musbat zaryadlangan ionlar (kationlar) katod (manfiy zaryadli elektrod) tomon, manfiy zaryadga ega bo‘lgan ionlar esa anod (musbat zaryadli elektrod) tomon siljishi yuzaga keladi. Katod yuzasida kationlar o‘ziga elek-tronlarni qabul qilib qaytariladi, anionlar esa anod yuzasi bilan to‘qnashib o‘zlarining elektronlarini beradi, yani anionlar oksidlanadi.
Masalan, CuCl2 ning suvdagi eritmasida Cu2+ va Cl- ionlari katod va anod tomon yo’naladi:
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl- (-) Katod ← Cu2+ + 2Cl- → Anod (+)
Elektrolidlardagi jarayonlar:
Cu2++2e→Cu0 va 2Cl - 2e → Cl2 Mis ionlari katoddan elektron biriktirib oladi va erkin metall holigacha qaytariladi, xlor ionlari elektronlarini beradi, atomlar xlorgacha oksidlanadi va ikkita xlor atomi birikib gaz holdagi molekulaga aylanadi.
1.7-rasm. Misni elektrolitik tozalash sxemasi
Elektroliz jarayoning mohiyati ham shunda –katodda qaytarilish, anodda esa oksidlanish jarayoni amalga oshadi.
Sanoatda elektroliz jarayonidan foydalanib marganets, kobalt, rux, kadmiy va boshqa metallarni, kaliy gidroksid, xlor, kislorod, vodorod va boshqa ko‘pgina mahsulotlar olinadi.
Tuzlarni hosil qiluvchi kislatava ishqorlar xossalariga qarab ularning elektroliz jarayonida turli holatlar bo‘lishi mumkin (1.7-rasm).
1) bunday tuzlar tarkibidagi metal ionining oksidlanish-qatarilish standart potensiali noldan katta bo‘lganda katodda faqat tuz hosil qiluvchi asos kationi (Cu-Au) qaytariladi.
2) neytral eritma elektroliz qilinganda metallning standart elektrod potensiali - 0,41 B dan musbat qiymatiga ega bo‘lsa, katodda shunday metal qaytariladi.
3) agar metallning standart elektrod potensiali magniynikidan musbatroq qiymatga ega bo‘lsa, katodda bir vaqtning o‘zida metal va vodorod hosil bo‘ladi.
Elektroliz qilinayotgan tuz konsentratsiyasi, jarayonni olib borishdagi tok zichligi (tok kuchining elektrod sathiga nisbati), temperatura va boshqa sharoitlarning o‘zgarishi elektroliz mahsuloti, gaz va metallning miqdorlariga ta’sir qiladi. Bunday hollarda miqdoriy hisoblarni bajarish natijalari aniq bo’lmaydi.
Katodda vodorodning hosil bo‘lishi kislatali sharoitda to‘g‘ridan – to‘g‘ri H+ ionlarining qaytarilishi natijasi bo‘ladi. Neytral yoki ishqoriy sharoitda esa bu jarayonda suv molekulasining elektrkimyoviy qaytarilishi yuz beradi:
2H2O + 2e →H2+2HO- Elektroliz jarayonlari qo‘yidagilarda ko‘zatiladi:
1. Elektrolizdan foydalanib, ishqoriy va ishqoriy yer metallari hamda ayrim aktiv metallar ularning birikmalaridan ajratib olinadi. Misol,
2NaCl(suyuq) 2Na(katod) + Cl2(anod)
2. Elektrolizdan foydalanib, gazlar, ayrim kislotalar va boshqa moddalarni ajratib olish mumkin. Masalan,
2H2O = 2H2(katod) + O2 (anod)
3. Metallarni ustki qismini boshqa metallar bilan qoplashda elektrolizdan foydalaniladi.
4. Elektroliz sanoatda nihoyatda katta ahamiyatga ega. Usiz hozirgi kimyo sanoatining juda ko‘p sohalarini tasavvur qilib bo‘lmaydi.
Anod jarayonida bo‘ladigan reaksiyalar ko‘p holatlar bilan bog‘liq. Agar anod sifatida qiyin oksidlanadigan metall, grafit, platina va oltin bo‘lsa (ularni inert anodlar deb ataladi) uning kimyoviy jihatdan o‘zgarishi kuzatilmaydi.
Elektroliz davomida metal oksidlanishi mumkin, unday elektrodini aktivanod deb yuritiladi.
Mis sulfstni mis anodi ishtirokida olib boril;gan elektroliz davomida katodda mis ajralib chiqadi, chunki E0Сu2+/Сu = 0,34 B (bu qiymat - 0,41 B dan katta). Anodda mis metali oksidlanadi. (+) katod Bu jarayonni unchalik toza bo’lmagan misni va boshqa metallarni elektrolitik usulda tozalash ─ rafinatsiya qilish usuli deb ataladi.
Bunday metallar (Cu, Ni, Cr, Zn, Ag, Cd, Fe, Sn ) elektronlarni tashqi anodga o‘zlari uzatadi.