Законы электролиза Фарадея

Faradyey qonunlari

Reja.
1. Faradayning elektroliz qonunlari

2. Elektrolizning nazariy asoslari 
3 .Faraday qonunlari

Faradayning elektroliz qonunlari
Elektrolizda aylantirilgan moddaning massasi elektrolitik hujayradan o'tadigan elektr miqdori bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Bir xil miqdordagi elektr toki elektrolitdan o'tganda, aylantirilgan moddaning massasi moddaning ionlarining massasi va zaryadiga bog'liq bo'ladi.
Elektrolizning ikkita qonuni Maykl Faradayning fanga qo'shgan hissalarining kichik bir qismidir. Elektroliz - elektrolit - eritilgan ionli modda (masalan, eritilgan tuz) yoki ionlar mavjud bo'lgan eritma orqali elektr toki o'tganda sodir bo'ladigan jarayonlar to'plami. Elektr toki elektrolitlar orqali bir elektroddan ikkinchisiga o'tadi. Ijobiy zaryadlangan ionlar manfiy elektrod, anod tomon, manfiy zaryadlangan ionlar esa musbat elektrod, katod tomon harakatlanadi. Elektrodlarda kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladi. Faraday elektrolitlar ustida fundamental tadqiqotlar olib bordi va kimyoviy o'zgarishlar elektronlar oqimi (ya'ni elektr toki) bilan bog'liqligini ko'rsatadigan qonunlarni yaratdi: qancha elektron bo'lsa, kimyoviy o'zgarishlar ham shunchalik ko'p.
Elektroliz - bu ma'lum metallarni ishlab chiqarishda ham, sirtlarni elektrokaplama orqali yakuniy tugatishda ham qo'llaniladigan muhim sanoat jarayoni. Elektrolizning amaldagi misoli misni rudadan ajratilgandan keyin elektrolitik tozalashdir. Katod rolini o'ynagan holda, sof misning yupqa qatlamlari mis sulfat va sulfat kislota eritmasi bo'lgan elektrolitga botiriladi va xom misning ingotlari bir xil eritmada to'xtatiladi va anod vazifasini bajaradi. Elektr toki o'tganda anod eriy boshlaydi va mis ionlari, ba'zi temir va rux ionlari bilan birga elektrolitga kiradi. Quymalardagi qolgan mis hamrohlari (jumladan, kumush, oltin va platinaning katta miqdori) cho'kadi va elektrolitik vannaning pastki qismida to'planadi. Mis ionlari elektrolit orqali katodga yo'naltiriladi va uning ustiga yotqiziladi. Rux va temir eritmada qoladi.
Sanoat miqyosida bunday vannalarda bir oy ichida faqat bir necha tonna misni tozalash mumkin, ammo 99,96 foiz tozalik mahsuloti olinadi. Bundan tashqari, loydan qimmatbaho metallarni olish orqali butun tozalash jarayoni o'zini oqlaydi. Sanoat miqyosida elektrolitik usulda misdan tashqari magniy, natriy va alyuminiy ham tozalanadi.
Yuqorida tavsiflangan misni tozalash jarayonida mis atomi elektrolitga ion sifatida kirib, ikkita elektronni yo'qotadi. Shuning uchun anodda u ikkita elektronni qabul qiladi va ion yana neytral mis atomiga aylanadi (siz bu ikki elektronni elektr toki kabi sim orqali o'tayotganini tasavvur qilishingiz mumkin). Faradayning birinchi qonuniga ko'ra, ikki barobar ko'p misni tozalash uchun ikki barobar ko'p elektron kerak bo'ladi.
Belgilangan maqsad quyidagi vazifalarni belgilab berdi:

1. 
   Maykl Faraday hayoti va ijodi bilan tanishing
   
2. 
   Elektroliz qonunlarining yaratilish tarixini o'rganing
   

Abstrakt ustida ish olib borilganda bir qator monografiyalar va yetakchi tarixchi va tadqiqotchilarning nashrlari o‘rganildi . Ular orasida E.V. Kasatkina, M.I. Radovskiy , L.I. Antropova. 
1 Maykl Faraday 
Maykl Faraday 19-asrning eng buyuk fizigi. U 1791 yil 22 sentyabrda Londonda kambag'al temirchi Jeyms Faraday oilasida tug'ilgan. 1804 yilda maktabga qisqa tashrif buyurganidan so'ng, u frantsuz muhojiri Ribotning kitobchisi Ribotning shogirdligiga o'qishga kirdi va u o'zini o'zi o'qitishga bo'lgan ishtiyoqini har tomonlama qo'llab-quvvatladi. Ommaviy ma'ruzalarni o'qish va qatnashish orqali yosh Faraday o'z bilimini kengaytirishga intildi va uni asosan kimyo va fizika tabiiy fanlari o'ziga jalb qildi. 1812-yilda u Qirollik institutida mashhur kimyogar ser Genri Deyvining bir nechta ma'ruzalarida qatnashdi va fan bilan shug'ullanish va o'zini butunlay unga bag'ishlash ishtiyoqi paydo bo'ldi. U bu haqda institut prezidentiga ham, Davyga ham xat yozadi. 1813 yilda Davy hech ikkilanmasdan yosh kitobchiga Qirollik institutida laborant lavozimini berdi. Faraday o'zini yangi faoliyatga bag'ishladi, o'qish va o'z-o'zini tarbiyalash to'garaklarida faol ishtirok etish orqali bilimini doimiy ravishda kengaytirdi.
1813 yil kuzida Davy ikki yil davom etgan Evropaga ilmiy sayohat qildi va Faradeyni o'zi bilan yordamchi va xizmatkor sifatida oldi. Uning uchun bu sayohat katta tarbiyaviy ahamiyatga ega edi; Davy yordamchisining g'ayrioddiy qobiliyatlari bu sayohat davomida duch kelgan buyuk olimlarning e'tiboridan chetda qolmadi. 1815 yilda u Davy bilan Londonga qaytib keldi va yana Qirollik institutida o'qishni boshladi. 1816 yilda Faraday o'z-o'zini tarbiyalash uchun shahar falsafiy jamiyatida kimyo va fizika bo'yicha ommaviy ma'ruzalar o'qiy boshladi; o'sha yili uning birinchi asari "Bilimlarni o'zlashtirish to'g'risida" bosma nashrlarda chiqdi; o'sha yildan boshlab Faradayning eksperimental fizik sifatida qirq yillik uzluksiz faoliyati boshlandi. 1820 yilda Faraday tarkibida nikel bo'lgan po'latlarni eritish bo'yicha bir nechta tajribalar o'tkazdi. Bu ish o'sha paytda metallurglarni qiziqtirmagan zanglamaydigan po'latning kashfiyoti hisoblanadi.
1821 yilda u Qirollik instituti binosi va laboratoriyalari nazoratchisi lavozimini egalladi. Xuddi shu yili uning elektromagnit aylanishlar va xlorni suyultirish bo'yicha birinchi ikkita asosiy ishi paydo bo'ldi.
1824 yilda o'z yordamchisining muvaffaqiyatlariga tushunarsiz hasad ko'rsatgan Deyvining ochiq qarshiliklariga qaramay , Faraday Qirollik jamiyatiga saylandi va 1825 yilda u Davyning o'rniga Qirollik instituti laboratoriyalari direktori etib tayinlandi. Biroq, Faraday boshqa tadqiqotlarni, shu jumladan kimyo sohasida ham davom ettirdi. Shunday qilib, 1824 yilda u birinchi bo'lib xlorni suyuq holatda oldi. 30-yillarning boshlarida Faraday faoliyati. g'ayrioddiy shiddatli va samarali bo'ldi. 1830 yilga kelib, u 60 tagacha tadqiqotlarni nashr etdi va "Kimyoviy manipulyatsiyalar" (1827) kitobini nashr etdi ; bu davrda u fizikani kashfiyotlar bilan, kimyoni benzol va butilenning kashfiyoti bilan boyitdi va yangi moddalar guruhi - sulfonik kislotalarni olish usulini ko'rsatdi; allaqachon 1833 yilda u elektroliz bo'yicha o'zining mashhur tadqiqot tsiklini boshladi va uni 1834 yilgacha yakunladi; bu asarlarda nafaqat hodisalarning miqdoriy qonuniyatlari, balki elektroliz haqidagi barcha zamonaviy qarashlarning asoslari, hatto bu hodisalarning barcha zamonaviy terminologiyasi ham berilgan.
Faradayning shon-shuhrati oshdi va shu bilan birga, unga ishonib topshirilgan turli xil ilmiy va texnik ishlardan daromad ham o'sdi, lekin 1830 yil oxirida Faraday o'zining barcha yon faoliyatidan (Vulvichdagi Qirollik akademiyasida kimyo bo'yicha ma'ruzalardan tashqari) qat'iy ravishda voz kechdi va butunlay ilmiy masalalarga qaratilgan. 1831 yilda uning ishi ajoyib muvaffaqiyat bilan yakunlandi. U elektromagnit induksiya hodisasini kashf etadi, buning uchun Oksford universiteti 1832 yilda unga faxriy doktor unvonini berdi. 1833-34 yillarda Faraday kislotalar, tuzlar va ishqorlar eritmalari orqali elektr tokining o'tishini o'rgandi, bu esa uni elektroliz qonunlarini ochishga olib keldi. Bu qonunlar (Faraday qonunlari) keyinchalik diskret elektr zaryad tashuvchilar haqidagi g'oyalarning rivojlanishida muhim rol o'ynadi. 1836 yilda u mayoq bo'limiga ilmiy xodim etib tayinlandi; U bu lavozimda qariyb 30 yil ishlagan va natijada 19 jildlik izlanishlar olib borilgan.
Faradayning ilmiy faoliyatini 3 davrga bo'lish mumkin:

1. 
   1816 yildan 1830 yilgacha - asosan kimyoda ishlashga bag'ishlangan tayyorgarlik davri
   
2. 
   1831 yildan 1839 yilgacha - elektromagnetizm bo'yicha klassik ishining davri
   
3. 
   1845 yildan 1860 yilgacha - diamagnetizm va elektromagnit va yorug'lik hodisalari o'rtasidagi munosabatlarni o'rganishga bag'ishlangan yakuniy davr.
   

  Faradayning kashfiyotlari butun fan olamida e'tirofga sazovor bo'ldi. Maksvell birinchi bo'lib g'oyalarni umume'tirof etilgan matematik tilga "tarjima qilgan". U o'zining "Elektr va magnetizm to'g'risida risola" (1873) so'zboshida shunday deb yozgan edi: "Men Faradayni o'rganishda oldinga siljib, uning hodisalarni tushunish usuli ham matematik xususiyatga ega ekanligiga amin bo'ldim. umumiy qabul qilingan matematik formulalar kiyimida bizga to'liq ko'rinadi. Qonunlar, hodisalar, fizik miqdorlar birliklari va boshqalar keyinchalik Faraday nomi bilan atalgan. (Farad, Faraday, Faraday raqami , Faraday tsilindri va boshqalar).
Engels Faradayni elektr energiyasi sohasidagi eng buyuk tadqiqotchi sifatida baholadi. Faradayning ilm-fan rivojidagi ahamiyatini A.G.Stoletov ta'kidlagan: "Galiley davridan beri dunyo bir boshdan chiqqan juda ko'p hayratlanarli va xilma-xil kashfiyotlarni ko'rmagan".
2 Elektrolizning nazariy asoslari