76
∆ müddətində elektroda çatan ionların sayı həmin müddətdə məhluldan keçən
elektrik yükünün (
∆ ) ionun yükünə (
) olan nisbətinə bərabərdir:
=
∆
=
∆
. (3)
Burada
∆ = ∆ olduğu nəzərə alınmışdır. İonun yükü onun valentliyi ( ) ilə təyin edilir:
= ∙ . (4)
Beləliklə, (2), (3) və (4) ifadələrini (1)-də nəzərə aldıqda elektrodda ayrılan maddə-
nin kütləsinin asılı olduğu kəmiyyətlər müəyyən olunar:
=
∙ ∙
∙ ∆ (5)
və ya
=
∙ ∙
∙ ∆ . (6)
(6) düsturunda
∆ vuruğunun əmsalı verilmiş maddə üçün sabit kəmiyyətdir. Onu
ilə işarə etsək
=
∙ ∙
, (7)
Elektrolizin I qanununun riyazi ifadəsini alarıq
:
= ∙ ∆ , (8)
və ya
= ∙ ∆ . (9)
Elektrolitdən elektrik cərəyanı keçərkən elektrodda ayrılan maddənin kütləsi
cərəyan şiddəti və onun keçmə müddətindən düz mütənasib asılıdır.
Mütənasiblik əmsalı olan
maddənin elektrokimyəvi ekvivalenti adlanır. Onun
fiziki mənasını asanlıqla müəyyən etmək olar. Bunun üçün (2) və (4) ifadələrini (7)-
də nəzərə almaq kifayət edər:
=
. (10)
Maddənin elektrokimyəvi ekvivalenti – ədədi qiymətcə ionun kütləsinin yükünə
olan nisbətinə bərabərdir.Onun tərs qiyməti, yəni zərrəciyin yükünün kütləsinə nis-
bəti
xüsusi yük adlanır.
Elementar yükün Avoqadro ədədinə hasili
Faradey sabiti (və ya Faradey ədədi) ad-
lanır
:
= ∙
. (11)
Faradey sabiti
ədədi qiymətcə elektrolit məhlulundan keçən zaman elektrod
üzərində 1 mol maddə ayrılması ilə nəticələnən elektrik yükünə bərabərdir:
=
∙
∆
=
1
∙
∆
. (12)
Burada
− maddə miqdarıdır
. Faradey sabiti üçün təcrübədən təyin edilmiş qiymət:
= ∙
= 9,65 ∙ 10
.
(11) ifadəsi (7)-də nəzərə alınarsa, maddənin elektrokimyəvi ekvivalenti
aşağıdakı ifadəyə bərabər olar:
=
. (13)
LAYİHƏ
77
Molyar kütlənin valentliyə nisbəti maddənin kimyəvi ekvivalenti adlanır:
=
. (14)
(14) ifadəsi (13)-də nəzərə alınarsa, maddənin elektrokimyəvi ekvivalenti ilə kimyəvi
ekvivalenti arasında asılılığın olduğu aşkarlanar:
= . (15)
Bu asılılıq
elektrolizin II qanunu adlanır.
NƏ ÖYRƏNDİNİZ?
İş vərəqinə “elektrolit”,
“elektrolitik dissosiasiya”, “elektroliz”, “ion
keçiricilik”, “elektrolizin I qanunu”, “elekt-
rolizin II qanunu” anlayışlarının tərif, yaxud
izahlarını qeyd edin.
Layihə.
“Elektrolizin tətbiqləri” möv-
zusunda poster təqdimat hazır-
layın.
Aşağıdakıları isbat edin.
Məsələ 1. İsbat edin ki, Faradeyin birləşmiş qanunu
=
∆ ifadəsinə bərabərdir.
2. İsbat edin ki, maddələrin elektrokimyəvi ekvivalentlərinin nisbəti onların
kimyəvi ekvivalentlərinin nisbətinə bərabərdir:
=
.
Nəticənin müzakirəsi:
Elektrolizin I qanununun fiziki mənası nədir?
Maddənin elektrokimyəvi ekvivalentinin fiziki mənası nədir?
Həyatla əlaqələndirin:
Relyef modellərın metaldan surətlərinin istehsalı
qalvano-
plastika adlanır. Əşyaların, məsələn metal pul, medal, barel-
yef və s.-nin metaldan surətini almaq üçün onların plastik
materialdan (gil, mum və s.) qəlibləri hazırlanır. Alınan qəli-
bin səthi qrafit tozu ilə örtülüb katod olaraq elektrolit vanna-
sına batırılır. Sonra isə ...
Qalvanoplastika prosesinin izahını tamamlayın.
Nə üçün qalvanoplastikada əşyanın səthi qrafit tozu ilə
örtülür?
Əgər əşyanın, məsələn, barelyefin gümüş surətini almaq la-
zımdırsa, qalvanoplastika prosesi necə davam etdirilməlidir?
ARAŞDIRMA
2
TƏTBİQETMƏ
Özünüzü qiymətləndirin:
№
Suallar
Bilirəm
zəif
orta
yaxşı
1
Elektrolitlərdə elektrik cərəyanının
təbiəti nədən
ibarətdir?
2 Elektrolitin müqaviməti nədən asılıdır?
3 Elektrolizin II qanununun fiziki mənası nədir?
LAYİHƏ
78
2.7. YARIMKEÇİRİCİLƏRDƏ ELEKTRİK CƏRƏYANI
“Elektrolizin tətbiqləri” mövzusundakı posterin müzakirə planı:
Qalvanoplastika.
Qalvanostegiya.
Elektrometallurgiya.
Elektrolitik təmizləmə və cilalama.
Metalların təmizlən-
məsi.
Ağır suyun – deyteriumun alınması.
Yarımkeçirici – sərbəst yükdaşıyıcılarının sayı xarici təsirlər-
dən (temperatur, işıqlanma, tərkibinə aşqar daxil etmək və s.)
asılı olan maddədir.
Yarımkeçirici təmizdirsə (tərkibində kənar maddə yoxdursa), o,
məxsusi elektrik keçiri-
ciliyinə malik olur. Məxsusi elektrik keçiriciliyinin iki növü var:
1. Elektron və ya n-tip keçiricilik – yarımkeçiricidə sərbəst elektronların hərəkəti ilə yaranan
elektrik keçiriciliyidir. n – “neqativ” (mənfi) mənasında işlədilən latın sözünün ilk hərfidir.
2. Deşik və ya p-tip keçiricilik –
yarımkeçiricidə deşiklərin hərəkəti ilə yaranan elektrik
keçiriciliyidir. p – “pozitiv” (müsbət) mənasında işlədilən latın sözünün ilk hərfidir.
Təmiz yarımkeçiricilərin məxsusi elektrik keçiriciliyi eyni miqdarda sərbəst elektronlar
və deşiklər tərəfindən yaranır. Yarımkeçirici maddələrə aiddir: kimyəvi elementlərin dövri
sistemində orta qrupların (IV, V və VI qruplar) 12 elementi (cədvəldə çəhrayı rənglə göstə-
rilmişdir); II və IV qrup elementlərinin, habelə III və V qrup elementlərinin birləşmələri;
demək olar ki, bütün qeyri-üzvi maddələr.
Yarımkeçirici maddələrin xassələri kovalent (və ya cüt-
elektron) kimyəvi rabitəsi əsasında formalaşmışdır. Təmiz
yarımkeçiriciyə cüzi miqdarda aşqar qatıldıqda onun keçi-
riciliyi kəskin artır. Buna səbəb yarımkeçiricidə məxsusi
keçiriciliklə yanaşı, aşqar keçiriciliyin də yaranmasıdır.
Əgər qatılan aşqar öz valent elektronunu asanlıqla
verərək
yarımkeçiricidə sərbəst elektronların sayını artırırsa, belə aşqara
donor aşqar (lat.
“do-
nor” – verirəm) adlanır. Donor aşqarlı yarımkeçirici – əsas yükdaşıyıcıları elektronlar
olan (n-tip keçiriciliyə malik) yarımkeçiricidir.
Əgər qatılan aşqar özünə əlavə valent elektronu birləşdirərək yarımkeçiricidə deşiklərin sayını
artırırsa, belə aşqar
akseptor aşqar (lat.
“akseptor” – qəbul edirəm) adlanır. Akseptor aşqarlı
yarımkeçirici – əsas yükdaşıyıcıları deşiklər olan (p-tip keçiriciliyə malik) yarımkeçiricidir.
1833-cü ildə Maykl Faradey müəyyən etdi ki, gümüş-sulfidin (
) tempera-
turunu artırdıqda onun elektrik keçiriciliyi də artır. O bu barədə özünün “Elek-
trikə dair eksperimental araşdırmalar” adlı məşhur əsərində belə yazmışdır:
“Mən elə bir maddə tanımıram ki, onun gümüş-sulfid kimi isti halındakı elek-
trik keçiriciliyi metalların keçiriciliyi ilə müqayisə oluna bilsin və hətta metal-
dan fərqli olaraq keçiriciliyi artsın. Lakin yaxşı axtarılarsa, bəlkə də belə mad-
dələr aşkar edilə bilər”. XIX əsrin sonlarında Faradeyin araşdırmaları məqsəd-
yönlü davam etdirilməklə elə maddələr aşkar olundu ki, onlar elektrik keçirici-
liyinə görə nə metala, nə də dielektrikə bənzədi. Bundan başqa, təcrübələrdə
belə maddələrin ikinci qeyri-adi xassəsi də aşkarlandı. Belə ki, tellur-sulfid və
ya qurğuşun-sulfidin metalla lehimlənən kontakt hissəsini qızdırdıqda orada
çox yüksək EHQ əmələ gəldi. Nəticədə həmin kontakt elektrik cərəyanını yal-
nız bir istiqamətdə çox yaxşı keçirdi, əks istiqamətdə isə, demək olar, keçir-
mədi. Həmin maddələr
yarımkeçiricilər adlandırıldı. Yarımkeçiricilərin elek-
trik keçiriciliyinin təbiətindəki bu iki qeyri-adiliyin səbəbi XX əsrin əvvəl-
lərində öz düzgün izahını tapdı.
Hazırda bu
izahdan artıq
100 il keçir;
siz temperatu-
run artması ilə
yarımkeçirici-
lərin elektrik
keçiriciliyinin
artmasının
səbəbini necə
izah edər-
diniz?
• KEÇDİKLƏRİNİZİ XATIRLAYIN •
Fizika – 9
• Layihənin müzakirəsi
Qrup təqdimatı
LAYİHƏ