53
ketadi, uning qo’shilishi esa kuchsiz qaytaruvchi hosil bo’lishiga olib keladi.
O’rtacha kuchga ega bo’lgan asoslarda ham, xuddi shunday kuchga ega bo’lgan
oksidlovchilarda ham protonlar, elektronlarga nisbatan o’xshashlik unchalik kuchli
emas. Protonlar va elektronlarni qabul qilib olish natijasida hosil bo’ladigan kislota
hamda qaytaruvchilarda o’z navbatida proton va elektronlarni tortib olish
qobiliyati hosil bo’ladi.
Kislota-asosli reaksiyalarda erituvchi, masalan, suv ham kislotali ham asosli
xususiyatlarni namoyon qilishi, Ya’ni protonni berishi yoki biriktirib olishi mumkin.
Oksidlanishning bir necha bosqichlarida ishtirok eta oladigan ayrim ionlar ham
mazkur xususiyatga ega. Chunonchi, vanadiyning ikki (V
IV
, uch (V
V
), to’rt (V
II
),
besh (V
III
) bosqichli birikmalari ma’lum. Oksidlanishning oraliq bosqichlarida
turgan vanadiyning V
III
va V
VI
birikmalarida yuqori darajali oksidlangan ion (V
VI
B
V
)
elektron yo’qotishi (qaytarilgan) yoki elektron qabul qilib olib (oksidlangan)
oksidlanganlikning quyi (V
II
, V
III
) bosqich ioniga aylanishi mumkin.
Xuddi shunday oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida
eritmalarda elektronlar
erkin holatda bo’lmaydi. Biron bir qaytaruvchi o’z xususiyatlarini namoyon qilishi
uchun mazkur qaylaruvchining mahsuli bo’lgan oksidlanuvchiga nisbatan, elektronga
ko’proq o’xshashligi bo’lgan oksidlovchining muxitda mavjudligi tenglama bilan
ifodalash mumkin
Keltirilgan sistemada reaksiya chapdan o’ngga borishi uchun qayt, ok
2
dan hosil
bo’lgan bog’langan shakli qayt
2
ga nisbatan kuchliroq qaytaruvchi bo’lishi lozim va A,
reaksiya natijasida hosil bo’lgan B
2
asosning bog’langan
shakli A
3
ga nisbatan
kuchliroq kislota bo’lishi shart. Ok,/qaytp ok
2
/qayt
2
, A,/B
P
A^/B
2
lar tegishlicha
54
oksidlovchi-qaytaruvchi va kislota-asosli sistemalar hisoblanadi. Bundan va keltirilgan
misollardan oksidlanish-qaytarilish sistemalari yoki juftlarini Fe
3+
/Fe
2+
, Cl
0
2
Cl" va
shu kabilar shaklida keltirish mumkin.
Oksidlanish-qaytarilish sistemasi kuchining kattaligini tavsiflagan holdagina
oksidlanish-qaytarilish reaksiyasining yo’nalishi to’g’risida
tasavvur hosil qilish
mumkin, qandaydir bir metallni mazkur metall kationlari bo’lgan suvli eritmaga
solganda, kristall panjaradan kationlar eritmaning eng yaqin qatlamiga chiqish
qobiliyatiga ega (oksidlanish) va teskarisi, kationlarning bir qismi suyuqlikda
zaryadsizlanadi hamda metall sirtida joylashadi (qaytarilish). Bu ikki bir-biriga qarama-
qarshi elektrokimyoviy reaksiyalar muvozanatga etishgach, vaqt
biriigida qancha ion
metall sirtiga kelib joylashsa, shunchasi zaryadsizlanib uni lark etadi. Qaysi jarayon
kuchliroq borishiga bog’liq holda metallda manfiy yoki musbat zaryad ortiqcha bo’lib
qoladi, metall sirtiga yaqin bo’lgan eritmaning qatlamida esa qarama-qarshi zaryad
hosil bo’ladi. Bu hodisa natijasida metall eritmani tashkil qilgan sirtlar orasida
potensiallar farqi yuzaga keladi. Potensiallar farqini bevosita o’lchash nihoyatda
qiyin, lekin bu ikki sistemani galvanik elementga ulab o’lchovni osongina amalga
oshirish mumkin. Har qanday galvanik element ikki
yarim elementlardan tashkil
topgan bo’lib, har biri o’ziga xos oksidlanish-qaytarilish juftini tashkil etadi, Ya’ni
mazkur kimyoviy element yoki ionning oksidlangan va qaytarilgan shaklini hosil
qiladi.
Turli juftlarning oksidlanish potensiallarini tajriba yo’li bilan aniqlaganda uning
kattaligi juftlikka kiruvchilarning kuchigagina emas, balki ularning konsentrasiyasiga ham
(to’g’rirog’i faolligiga) bog’liq bo’ladi. Taqqoslangan natijalarni olish uchun
konsentrasiyalarni bir xil, umumiy qilib olganda bir birlikka teng qilib olish kerak. Bunda
hosil bo’ladigan oksidlanish potensiali standart (normal) oksidlanish-qaytarilish potensiali
deb ataladi (E°).
Bu holda ln([ok]/[qayt)=0 va E=E°.
Taqqoslanadigan natijalar olish uchun standart potensiallarni
aniqlashda turli
oksidlanish-qaytarilish juftlarini har gal bir xil standart juft bilan kombinasiya qilish lozim.
55
Buning uchun me’yordagi vodorod eelektrondan foydalaniladi. Bunda N
+
konsentrasiyasi
(to’g’rirog’i, faolligi) 1 g-ion/dm
3
. ga va gaz holidagi vodorod bosimi 1 atm.ga teng holatdagi
2H
+
H° juftining potensiali tushuniladi.
Quyida me’yoriy vodorod elektrodining tuzilishini keltiramiz.
Idish (1) ga H
2
SO
4
ning talab qilingan eritmasini quyib, unga platina elektrodini
tushiriladi. Elektrod mayda dispersli platina bilan qoplangan. Naycha (4) orqali
kimyoviy toza vodorod gazi yuborilsa, gaz platina elektrodga tegib platina kukuni
bilan adsorbsiyalanadi. Shuning uchun elektrod xuddi vodorod kabi namoyon bo’ladi.
Vodorod elektrodining potensiali shartli ravishda nolga teng deb qabul qilingan.
Biron-bir boshqa juftning standart potensialini aniqlash uchun, masalan, Fe
3+
/Fe
2+
, uni
standart vodorod elektrodi bilan galvanik elementga juftlanadi (24-rasm). 2-idishga
Fe, va FeCl
2
eritmalaridan teng hajmda quyiladi (eritmalar teng molyar
konsentrasiyada). So’ngra eritmalarga sim bilan potensiometr f5)ga
ulangan platina
elektrodni tushiriladi. Potensiometr elektr yurituvchi kuchni o’lchaydi. Har ikki
idishdagi suyuqlikni ichiga KC1 eektrodi to’ldirilgan U shaklidagi idish (3) bilan
tutashtiriladi. Bu idish «elektrolitik kalit» deb ataladi. «Kalit» orqali ionlar bir
idishdan ikkinchisiga harakat qiladi (bunda ichki zanjir ulanadi). Standart vodorod
elektrodi elementning maufiy qutbi, platina elektrodi musbat qutbi hisoblanadi.
Birinchisida N
2
molekulalarining
platina elektron berish, Ya’ni ularning N+ gacha
oksidlanish reaksiyasi boradi:
