2. Гальваникалық элементтер. Даниэль-Якоби гальвани элементінің жүмыс істеу принципі.

Гальваникалық элементтер екі электродтан немесе екі жарты элементтен тұрады. Олардың әрқайсысында тотығу-тотықсыздану реакциялары жүреді. Бұл реакцияларды тотығу-тотықсыздану процестері деп те айтады. Әдетте, бұл процестердің әуелі тотык-қан түрін, сосын тотықсызданған түрін жазады.мұндағы ф — потенциал айырмасы;  — химиялық потенциал, ал логарифм таңбасының астында тотыққан активтіліктің тотықсыз-данған түріне қатынасы тұр.Мысалы Даниэль – Якоби элементінің жұмыс істеу принципін қарастырайық. Екі құты алып, оларға мырыш және мыс тұздары ерітіндісін құяды, оларға өздерінің металл пластинкасын батырады.

Екі құтыны ерітінді толтырылған түтікше арқылы жалғастырады. Мырыш пен мыс пластинкалары металл өткізгішпен қосқан кезде жүйеде электр тоғы пайда болады. Мырыш тұзына батырылған мырыш электроды тотығады, ол еріп ерітіндіге өте бастайды.

Zn⁰ – 2e = Zn²⁺ (тотығу – (анод процесі)

Мырыштан бөлінген электрондар металл өткізгіш бойымен мыс арқылы CuSO₄ - кеберіліп, мыс тотықсызданады:

Cu^{2+ +}2 e = Cu⁰ (тотықсыздану процесі – ( катод процесі)

№11 билет

1. Термодинамикалық функциялар : энтропия, энтальпия, ішкі энергия, Гиббс энергиясы, Гельмгольц энергиясы және оның химиялық процестерде өзгеруі.

Энтропия (гр. еntropіa – бұрылыс, айналу) – тұйық термодинамикалық жүйеQ/Т түріндегі толық дифференциал болатындығының қажетті және жеткілікті шарты, ал Энтропия – күй функциясы. Энтропияның абс. мәні термодинамиканың үшінші бастамасы бойынша анықталады және ол бойынша абс. нөл темп-рада кез келген жүйенің Энтропиясы нөлге айналады.S=Q/Т. Ал кез келген қайтымды жолмен алынатын тұйық процесс үшін: . Соңғы теңдік Энтропияның dS=Q – жүйеге күйі шексіз аз квазистатик. болып өзгергенде берілетін жылу мөлшері, Т – жүйенің абс. темп-расы; интрегал екі күйді өзара жалғастыратын кез келген қайтымды жолмен алынады. Изотерм. процесс жағдайында: дегі өздігінен жүретін процестің өту бағытын сипаттайтын күй функциясы.

Энтальпия (гр. enthalpo – жылытамын, қыздырамын), жылулық функция, жылу мөлшері – термодинамикалық жүйе күйінің функциясы болып келетін жылуға қатысты шама. Бұл терминді алғаш Х.Камерлинг-Онненс енгізген. Энтальпия (H) жүйенің ішкі энергиясының (U) және жүйенің қысымы (p) мен көлемі көбейтіндісінің қосындысына тең: H=U+pV. Изобаралық процестегі (p=const) Энтальпияның өсімшесі бөлшектер саны тұрақты болатын гомогенді жүйеге берілген жылу мөлшеріне тең. Мұндай жағдайда Энтальпия жылу функциясы деп аталады. Энтальпияның өзгеруі қысым тұрақты болған жағдайда жүйеге берілетін немесе одан алынатын жылу мөлшеріне тең болады.

Ішкі энергия^[1] – дененің (жүйенің) тек ішкі күйіне байланысты энергия. Ішкі энергияға дененің барлық микробөлшектерінің (молекулалардың, атомдардың, иондардың, т.б.) ретсіз (хаосты) қозғалыстарының энергиясы, микробөлшектердің өзара әсерлесу энергиясы, атомдар мен молекулалардың ішкі энергиясы, т.б. жатады. Ішкі энергия ұғымын 1851 жылы У.Томсон енгізген.Дененің бір күйден екінші күйге ауысу барысындағы Ішкі энергиясының өзгерісі (ΔU) мынаған тең: ΔU=ΔQ–A, мұндағы Q – жүйенің қоршаған ортамен алмасқан жылу мөлшері, А – істелген жұмыс. Бұл теңдеу жылу алмасу процесі басты рөл атқаратын жүйелердегі энергияның сақталу және айналу заңын (термодинамиканың бірінші бастамасын) өрнектейді.

Гельмгольц энергиясы - ішкі энергия (U) және термодинамикалық температура (Т) мен энтропияның (S) көбейтіндісінің арасындағы айырыммен анықталатын белгіленуі термодинамикалық потенциалдардың бірі:^[1]

, бұл жерде   — ішкі энергия,   — термодинамикалық температура,   — энтропия.

2.Электролиттер сулы ерітінділерінің электролизі. Катодтағы және анодтағы процестерСулы ерітінділердің электролизі кезінде катодты процестерді қарастыра отырып сутегі иондарының тотығу процессіндегі потенциал мөлшерін ескеру қажет. Бұл потенциал сутегі иондарының концентрациясына тәуелді болады және бейтарап ерітінділер жағдайында (рН=7) мына мәнге ие болады: φ=─0¸059•7= ─0¸41B.Бейтарап ерітіндіде катодтан металдың электролиті кезінде және ─0¸41B ке қарағандағы электродты потенциалы оң болатын металл бөлінеді. Ал электролит жағдайында, потенциалы ─0¸41Bке қарағанда теріс потенциал болатын металдар тотықтанбайды, сутегінің бөлінуі жүреді.  Ал егер металл потенциалы ─0¸41B көрсеткішіне жақын болса (орта қатардың металдары – Zn, Cr, Fe, Ni), электролиз шарттарына және ерітінді концентрациясына байланысты металдың тотығуымен қатар сутегінің бөлінуі мүмкін; металл мен сутегінің бірқатар бөлінуі көп кездеседі. Сутегінің қышқыл ерітінділерінен электрохимиялық бөлінуі сутегі иондарының разрядталыну нәтижесінде пайда болады. Бейтарап немесе сілітілі орталар жағдайында ол судың электрохимиялық тотығуының нәтижесі болып келеді: 2H2O+2e-=H2+2OH- Сонымен, сулы ерітінділердің электролизі кезінде катодты процестердің мінезі ең алдымен кернеу қатарындағы сәйкес металдың орналасуымен анықталады. көп жағдайда ерітіндінің рН ,металл иондарының концентрациясы және электролиздің басқа шарттары маңызды болады. Анодты процестерді қарастырған кезде анодтың материалы электролиз кезінде тотығу мүмкіншілігін ескеру қажет. Осыған байланысты инерттік анодпен электролиз және активті анодпен электролиз деп ажыратады. Активті анод деп, материалы электролиз кезінде тотыға алатын анодты айтады. Инертті анод материалы негізінде көбінесе көмір графитін немесе платинаны қолданады. Инертті анодта сілтілердің сулы ерітінділерінде, құрамында оттегі болатын қышқылдар және оның тұздары, сонымен қатар, фторлысутекті қышқылдар және фторидтердің электролизі кезінде судың оттегі бөлу арқылы электрохимиялық тотықсыздануы жүреді. 

№12 билет:№11 билетпен бірдей

№13 билет:№11 билетпен бірдей

№14 билет:№10 билетпен бірдей

№15 билет:№11 билетпен бірдей

№16 билет: №6 билетпен бірдей

№17 билет: №7 билетпен бірдей

№18 билет: №8 билетпен бірдей

№19 билет:№9 билетпен бірдей

№20 билет:№7 билетпен бірдей

№21 билет:№11 билетпен бірдей

№22 билет: №11 билетпен бірдей

№23 билет:№10 билетпен бірдей