«ШОҚан оқулары 19» Халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференция материалдары

84
 
 
ҥйренеді,  жаттығулар  орындайды  да,  физика  қҧбылыстарын  қолдан  жасап 
кӛзімен кӛреді. Тіпті қарапайым тәжірибенің ӛзін оқушылар қызығып жасайтын 
болады. Экспериментальды есептер шығарған тиімді, себебі олар бақылау және 
тәжірибе  арқылы  шығарылады.  Оны  орындау  ҥшін  тиісті  қҧрал-жабдықтар 
қолданылады.  Аралас  есептер  шығару  да  пайдалы,  оқушылар  теория  жағынан 
есептеп, одан кейін тәжірибеде қорытындысын кӛреді.  
Мысалға отырып Фарадей санын және электрон зарядын анықтау. 
Жұмыстың  мақсаты:  Фарадей  санының  және  электрон  зарядының 
теориялық мәндерін тәжірибе негізінде анықтау. 
Керекті  құралдар:  мыс  купоросының  сҧйығы  бар  электрлік  ванна,  
тҧрақты ток кӛзі, амперметр, реостат, секундомер. 
Теориялық бөлім: Токтың металдар және  жартылай  ӛткізгіштер арқылы 
ӛтуі қандай да бір химиялық тҥрленумен қосарласа жҥрмейді.  Мҧндай  заттар  
бірінші текті  ӛткізгіштер  деп аталады[2: 12]. 
Ток ӛткенде химиялық тҥрленуден ӛтетін заттар екінші  текті  ӛткізгіштер 
немесе  электролиттер  деп  аталады.  Бҧлардың  қатарына  тҧздар,  сілтілердің 
немесе  қышқылдардың  судағы  және  тағы  басқа  сҧйықтардағы  ерітінділері, 
сондай-ақ  қатты  кҥйінде  иондық  кристалл  болып  келетін  тҧздардың  
қорытпалары жатады. 
Зат  молекулаларының  сҧйық  ертінділерінде  иондарға  ыдырау  процесін 
электролиттік диссоциация деп аталады. Электролиттердің  ӛткізгіштігі ерітінді  
ішінде  иондардың бар болуына  байланысты. Сыртқы электр  ӛрісінің әсерімен 
иондардың  қозғалысы    электролит  ішінде  ток  тудырады.  Электролит  арқылы  
токтың  ӛтуі  электродтарда  электролиттің  қҧраушы  бӛліктерінің  бӛлініп 
шығуына әкеп соғады. Бҧл қҧбылыс электролиз деп аталады. 
Егер  электролитке  ток  ӛткізгіш  электродтар  енгізіп,  оған  кернеу  берсек, 
иондар қозғалысқа келіп,  электр тоғы пайда болады. Оң зарядты иондар, теріс 
электродқа  (катодқа)  қарай    қозғалады,  сол  себепті  де  оларды  катиондар  деп 
атайды. 
Теріс  иондар  оң  электродқа  анодқа  қарай  қозғалады,  сол  себепті  де 
оларды аниондар деп атайды. Сәйкес электрондарға жетіп,  иондар оған ӛзінің 
артық электрондарын береді немесе жетіспейтін электрондарын алады,  сӛйтіп 
нейтрон атом мен молекулаға айналады. 
Мысалы:  Мыс  купоросы  CuSO
4
  ертіндіде    екі  оң  зарядты  Cu
++
  мыс 
ионына  және  екі  теріс  зарядты  SO
4
-  - 
  ионына    диссоцияцияланады:  CuSO
4
↔ 
Cu
++
 + SO
4
- 
 
Ертінді Cu
++ 
ионы мен SO
4
- -
 ионы және басқа судың (Н
+
) сутек және (ОН 
-
) иондарынан тҧрады. 
Мыстың    Cu
++ 
ионы    сутегінің  Н
+
  ионына    қарағанда  оңай  бӛлінеді.  Ал, 
SO
4
- - 
 ионы ОН 
–
 ионына  қарағанда қиындау сиретіледі. Сондықтан тек ӛткен 
кезде анодта ОН 
–
 ионы бӛлінеді және  оттегі бӛлініп шығады. 
2 ОН 
-
 - 2е = H
2
O + O,   2O → O
2
. 
Анодта  сонымен  қатар  SO
4
-  - 
  ионы  Н
+ 
ионымен  қосылып  кҥкірт 
қышқылын тҥзеді. 

85
 
 
SO
4
- - 
  + 2Н
+
 ↔  H
2
 SO
4 
Егер  анод  мыстан  жасалса,  бҧл  процесс  басқаша  жҥреді,  ал  анодта 
керісінше, металл иондары ертіндіге ӛтеді. 
Мҧны былай  тҥсіндіруге болады: Мыс Сu атомы  ОН  ионына қарағанда 
электронын  тез  жоғалтады.  Бҧл  жағдайда  оттегінің  бӛлінуі  орнына    анодтан 
ертіндіге Cu
++
 ионының ӛтуі мҥмкін.   Сu – 2е = Cu
++ 
. 
Осыдан  мыс  анодтарынан  CuSO
4
  электролизі  анодтан  катодқа  мыс 
тасымалдануы жҥреді. Бҧл кезде мыс купоросының шамасы ертіндіде ӛзгеріссіз 
қалады. 
Электролиз заңдары. 
Электролиз  заңдарын  тәжірибе  жҥзінде  1836  жылы  Фарадей  ашқан 
болатын. 
Бір ионның заряды Ze – ке тең болсын, мҧндағы е – электрон заряды, ал Z 
–  ион  валенттілігі,  яғни  диссоцияция  кезінде  әрбір  атомның  алған  немесе 
берген  электрондарының  саны  n.  Иондардың  электродқа  берген  заряды 
мынаған тең: 
Ze
n
q
 
  
 
 
 
 
(1) 
Ал, электродта бӛлініп шыққан зат массасы, мына шамаға тең: 
m
n
M
 
  
 
 
 
(2) 
q
e
Z
m
M
    
 
 
 (3) 
Мҧндағы 
m
-  бір  ионның  массасы.  Бір  грамм  молекулада  (А),  яғни  сан 
жағынан  молекулалық  массаға тең граммен алынған заттың массасында бірдей  
атомдар саны  болады. 
1
23
10
023
.
6
моль
N
A
 - Авогадро саны. 
Сонда ионның  массасы 
A
N
A
m
 
  
 
 
 
 
     (4) 
(4) теңдеуді  (3) – ге қоя отырып, мынаны аламыз: 
q
e
Z
N
A
M
A
 
 
 
 
 
 
 (5). 
Ал, 
k
e
Z
N
A
A
   
 
 
 
(6) 
шамасы  кез  келген  зат  ҥшін  тҧрақты  және  ол  заттың  электрохимиялық 
эквиваленті деп аталады. 
M=kq    
  
 
 
 
 
 
  (7) 
Сонымен,  электродта  бӛлініп  шыққан  заттың  массасы  электролит  
арқылы  ӛткен  зарядқа  пропорционал.  Осыны  Фарадейдің  бірінші  заңы  деп 
атаймыз. 
Электролит  арқылы  ӛткен  заряд  шамасы  ток  кҥшінің  уақытқа 
кӛбейтіндісіне  тең 
t
I
q
.  Сондықтан,  электрохимиялық эквивалент мынадай 
формуламен есептелінеді: