Suyuqliklarda elektr toki qanday o‘tadi? Biz bilamizki, metallar elektr tokini harakatchan elektronlar orqali o‘tkazadi. Metallardagi eng tashqi elektronlar atom tomonidan kuchsiz ushlab turiladi, shu sababli ular atomdan atomga erkin ko‘cha oladi. Shuning uchun metallar elektr tokini juda yaxshi o‘tkazuvchi hisoblanadi. Suyuqliklar esa elektr tokini boshqa yo‘l bilan o‘tkazadi. Metallardan farqli ravishda, suyuqliklardagi kimyoviy bog‘lanishlar elektronlarning erkin harakatlanishiga yo‘l qo‘ymaydi. Demak, suv elektr tokini o‘tkaza boshlashi uchun avval unga zaryadlangan zarrachalarni kiritish kerak bo‘ladi.  Ayrim birikmalar (ionli birikmalar (ionic compounds)) suvda eriganda, ular dissotsiatsiyalanadi, ya’ni bog‘lari uzilib, tarkibiy qismlarga ajraladi. Bog‘ uzilganda, birikma qismlarga ajralib, zaryadga ega bo‘lgan bir nechta tarkibiy atomlar (yoki ionlar) hosil qiladi. Atom elektron(lar)ini yo‘qotsa, unda protonlar soni elektronlar sonidan ko‘p bo‘lib qoladi; aksincha, atom elektron(lar)ni qabul qilsa, elektronlar soni protonlar sonidan ko‘p bo‘ladi. Bu zaryadlar nomutanosibligiga olib keladi va natijada atom musbat yoki manfiy zaryadga ega bo‘ladi. Bir yoki bir nechta elektronni yo‘qotish yoki qabul qilish orqali zaryadlangan atom ion deb ataladi. Suvda ionlarga dissotsiatsiyalanadigan birikmalar ionli birikmalar deb ataladi. Ushbu maqolada suyuqliklarda elektr tokini o‘tishi batafsil ko‘rib chiqiladi.

Elektroliz

Ionli birikmalar ion deb ataluvchi zaryadlangan zarrachalardan iborat bo‘ladi. Masalan, natriy xlorid (Sodium Chloride) tarkibida musbat zaryadlangan natriy ionlari va manfiy zaryadlangan xlor ionlari bo‘ladi. Elektroliz — ionli moddalardan elektr toki o‘tkazilganda ularning parchalanib (ya’ni ajralib) oddiyroq moddalarga aylanish jarayonidir. Elektroliz sodir bo‘lishi uchun ionlar erkin harakatlana olishi kerak. Ionlar ionli modda suvda eritilganda yoki u eritma (eritilgan, ya’ni suyuq holat) bo‘lganda erkin harakatlana oladi. Elektroliz vaqtida musbat zaryadlangan ionlar manfiy elektrodga tomon harakatlanadi va elektronlarni qabul qiladi. Manfiy zaryadlangan ionlar esa musbat elektrodga tomon harakatlanadi va elektronlarni yo‘qotadi. Dissotsiatsiya mahsulotlarining ikkalasi ham elektrodlarda to‘planadi. Masalan, eritilgan natriy xlorid orqali elektr toki o‘tkazilsa, natriy xlorid natriy va xlorga parchalanadi va ular elektrodlarda to‘planadi. Metall cho‘kma holida ajralib chiqadi, gazlar esa ajralib uchib ketadi. Keling, elektrolizda, xususan, suv elektrolizida nima sodir bo‘lishini ko‘rib chiqamiz.

Suyuqliklarda elektr tokini o‘tishi yoki suvning elektrolizi

Suyuqliklardan elektr toki o‘tkazilganda nima yuz beradi? Suvning elektrolizi jarayonida suv orqali elektr toki o‘tgani sababli suv kislorod va vodorod gazlariga parchalanadi. Elektr quvvat manbai platina kabi inert (faol bo‘lmagan) materialdan tayyorlangan ikkita elektrodga ulanadi va bu elektrodlar suvga tushiriladi. Toza suv izolyator (insulator) bo‘lib, elektrolit qo‘shilmasdan sezilarli darajada elektrolizga uchramaydi. Elektrolit tizimga ionlarni kiritish orqali toza suvning elektr o‘tkazuvchanligini oshiradi. Elektrodlarga elektr potensial farqi berilganda suv molekulasi dissotsiatsiyalanadi. Endi suv molekulasi quyidagicha bo‘ladi;

H₂O = 2 H⁺ + OH^–

Kislorod va vodorod qarama-qarshi zaryadlangan bo‘lgani uchun ular qarama-qarshi elektrodlarga tortiladi. Manfiy zaryadlangan elektrod — katod (Cathode) — da vodorod ionlari elektron qabul qilib, musbat zaryadlangan vodorod ionlaridan vodorod gaziga aylanadi.

Katodda qaytarilish (reduction)

2 H₂O →2H⁺(g) + 2 OH^–

U qabul qilgan elektronni hisobga olgan holda, bu reaksiyani quyidagicha yanada aniqroq ko‘rsatish mumkin;

2 H⁺ (aq) + 2e⁻ → H₂ (g)

Musbat zaryadlangan elektrod — anod (Anode) — da eritmaning manfiy zaryadlangan komponentlari boshqa elektrodga (anodga) boradi, elektronlarini beradi va neytral element yoki molekulalarga aylanadi. Gidroksid ioni (OH^–) anodga elektronini berib, neytral kislorod molekulasiga aylanadi va gaz holida ajralib chiqib ketadi.

Anodda oksidlanish (oxidation)

4 H₂O →  4 OH^–(aq) + 4 H⁺

Buni quyidagicha ajratib ko‘rsatish mumkin:

4 OH⁻ (aq) → O₂ (g) + 2 H₂O (l) + 4 e

Anodda ajralib chiqqan elektronlar vodorod ionlari tomonidan katodda qabul qilingan elektronlar o‘rnini to‘ldiradi va shu tariqa elektr zanjiri yopiladi. Anodda hosil bo‘lgan har bir kislorod molekulasi uchun katodda ikki molekula vodorod gazi hosil bo‘ladi. Har ikkala gaz uchun harorat va bosim bir xil deb olinsa, hosil bo‘lgan vodorod gazining hajmi hosil bo‘lgan kislorod gazining hajmidan ikki baravar katta bo‘ladi. Suv orqali “itqitilgan” (o‘tkazilgan) elektronlar soni hosil bo‘lgan vodorod molekulalari sonidan ikki baravar, kislorod molekulalari sonidan esa to‘rt baravar ko‘p bo‘ladi. Suyuqliklarda elektr tokini o‘tkazish yoki elektroliz elektrometallurgiya (electrometallurgy) sohasida juda foydalidir; bu — metallarni elektr yordamida ajratib olish (ekstraksiya) degani. Dunyo bo‘yicha ishlab chiqariladigan alyuminiyning katta qismi elektroliz (ya’ni suyuqliklar yoki boshqa suyuq muhitlar orqali elektr tokini o‘tkazish) jarayoni orqali olinadi.

Tez-tez so‘raladigan savollar – FAQ

Q1

To‘g‘ri yoki noto‘g‘rini belgilang: metallar elektr tokini o‘tkazmaydi.

Noto‘g‘ri, metallar elektr tokini yaxshi o‘tkazadi.

Q2

Ion nima?

Bir yoki bir nechta elektronni yo‘qotish yoki qabul qilish natijasida zaryadlangan atom ion deb ataladi.

Q3

Ionli birikmalar nima?

Suvda ionlarga dissotsiatsiyalanadigan birikmalar ionli birikmalar deb ataladi.

Q4

Elektrolizni ta’riflang?

Elektroliz — ionli moddalardan elektr toki o‘tkazilganda ularning parchalanib (broken down) oddiyroq moddalarga aylanish jarayonidir.

Q5

Toza suv — o‘tkazgichmi yoki izolyator?

Toza suv izolyator.