1. ЦАХИЛГААН ХИМИЙН ҮНДЭС
Агуулга: Цахилгаан хими бол физик-химийн нэгэн томоохон салбар ухаан
мөн. Цахилгаан үзэгдэл ба химийн процесс хоёрын харилцан нөлөөлөл болон тэдний
уялдаа холбооны хууль, зүй тогтлыг цахилгаан хими судална. Цахилгаан химийн
электролизийн үзэгдэл практикийн чухал ач холбогдолтой. Давс, шүлт, хүчлийн
уусмалыг тогтмол гүйдлийн цахилгаанаар үйлчилж тэднийг задлахыг электролиз гэнэ.
Электролизийн аргыг зэс, хөнгөнцагаан, цайр, натри зэрэг металлыг дангаар нь
гаргаж авах ба тэднийг цэвэрлэхэд өргөн ашиглана. Цахилгаан химийн процессыг
ашиглан химийн урвалын энергийг цахилгаан энерги болгож хувиргадаг гальваник
элемент болон аккумулятор амьдрал, практикт өргөн хэрэглэгдэнэ. Цахилгаан химийн
анализын аргуудыг үйлдвэрлэлийн технологид хяналт тавих болон эрдэм
шинжилгээний судалгаанд ашиглах явдал сүүлийн жилүүдэд улам бүр нэмэгдэж байна.
Жишээлбэл: электро-анализын арга, кондуктометрийн арга, потенциометрийн арга,
полярографийн арга зэргийг нэрлэж болно.
XIX зууны сүүлчээр цахилгаан химийн ухааныг амжилттай хөгжүүлэх үйл
хэрэгт Аррениусийн нээсэн электролит диссоциацийн онол (1887 он) чухал үүрэг
гүйцэтгэжээ. Электрод дээрх процессын термодинамикийн үндсийг боловсруулах
ажилд Нернст ихээхэн хувь нэмэр оруулсан эрдэмтэн юм. Аррениусийн онолыг Дебай,
Гюккель (1923он) нар амжилттай хөгжүүлж цахилгаан статикийн онолын үндсийг
тавьсан байна.
Цахилгаан гүйдэл дамжуулагчдыг электроны шилжилтээр цахилгаан гүйдэл
дамжуулдаг хатуу буюу хайлмал төлөвт байгаа металлуудыг нэгдугээр төрлийн
цахилгаан дамжуулагчид гэж нэрлэнэ. Харин эерэг болон сөрөг цэнэгтэй
ионуудын шилжилтээр цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг давс, хүчил суурийн
уусмалууд эсвэл хайлмал байдалтай давс зэрэг системийг хоёрду га ар төрлийн
цахилгаан дамжуулагчид гэнэ. Хоёрдугаар төрлийн цахилгаан дамжуулагчид
дундуур цахилгаан гүйдэл дамжуулахад явагдах химийн процессыг электролиз гэнэ.
Иймд химийн хувирал нь уусмалын эзэлхүүнд явагдахгүй, зөвхөн электродууд дээр
явагдана.
Уусмал буюу хайлмал байдалдаа цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг бодисыг
электролит гэнэ. Электролитууд нь усан уусмалдаа нэмэх хасах цэнэгтэй ион болж
задрах үзэгдлийг электролитийн диссоциаци гэнэ. Ионон бүтэцтэй бодисыг усанд
уусгахад электролитийн талстын ионууд нь усны молекултай үйлчлэлцэж усны молекулан
1

2. бүрхүүлтэй болдог. Үүнийг гидратжих гэдэг. Гидратжих процессын үед дулаан
ялгарна. Жишээ нь: хлорт калийн давсыг усанд уусгахад илрэх гидратжих
процессын дулаан нь 668Ж/моль байдаг байна. Харин уусгагчаар нь усыг биш өөр
уусгагч авсан тохиолдолд сольватуудыг үүсгэдэг. Электролит уусмалын шинж
чанарыг электролитийи диссоциацийн зэрэг (α)-ээр тодорхойлдог.
Электролит диссоциацийн процессын дүнд ион болж задарсан молекулын
тоог ууссан электролитийн нийт молекулын тоонд харьцуулсан харьцааг
электролитийн диссоциацийн зэрэг гэнэ.
N
α= Энд: N- ион болж задарсан молекулын тоо
N0
N 0- электролитийн нийт молекулын тоо
Диссоциацийн зэрэг нь тэгээс нэгийн хоорондох утгатай байж болно.
( 0 ≤ α ≤ 1) Диссоциацийи зэрэг нь ууссан бодис ба уусгагчийн төрх байдал,
уусмалын концентраци ба температур зэрэг хүчин зүйлээс хамаарна. Хэрэв α <
2% байвал сул электролит гэнэ. Жишээ нь СН3СООН, NН4ОН гэх мэт, α = 2-
30%-ийн хооронд байвал дунд зэрг ийн хүчт э й э л ектролит гэнэ. Жишээ нь:
НF, НСN, Н3РО4, Са(ОН)2 гэх мэт, (α ≥ 0.7 ) бол хүчтэй электролитууд гэнэ. Жишээ
нь: НС1, НВг, НNО3, Н.2SО4, КОН гэх мэтээс гадна төрөл бүрийн давс хүчтэй
электролитийн шинж чанар үзүүлнэ.
Диссоциацийн зэргийг уусмалын осмос даралт эсвэл хөлдөх температурын
бууралт, эсвэл цахилгаан дамжуулах чанарыг хэмжих зэрэг аргыг ашиглан
олж болно. Вант-Гофф ба Раулийн хууль нь электролит биш бодисын
шингэрүүлсэн уусмалд хүчин төгөлдөр байдаг билээ. Электролитийн уусмалын
осмос даралтын хэмжээг туршлагаар хэмжээд Вант-Гоффын томьёогоор бодож
гаргасан осмосын даралтанд хуваахад гарах тоог изотоник коэффициент ( г )
гэж нэрлэсэн байна. Иймд электролитийн уусмалын осмос даралтыг
дараах томьёогоор олж болно
Энд: С - моляр концентраци
R - хийн тогтмол
Т - абсолют температур
i - изотоник коэффициент электролит биш бодис
байвал нэгтэй тэнцүү байна (i=1) харин электролит бодис байвал i> 1
байна. Уусмалыг шингэрүүлэх тутам энэ коэффициент улам ихэснэ.
2

3. Изотоник коэффициент ( i ) ба диссоциацийн зэрэг (α) хоёр хэм-
жигдэхүүнүүдийн хоорондох холбоог олъё.
Изотоник коэффициент нь туршлагаар олсон осмос
даралтыг Вант-Гоффын онолоор олсон осмос даралтанд
харьцуулсан харьцаа юм.
Энд: πтурш - туршлагаар олсон осмос даралт
πонол - Вант-Гоффын онолоор олсон осмос даралт
Хувийн цахилгаан дамжуулах чанар. 1 секундын хугацаанд 1см 2 хөндлөн
огтлолтой 1см урт дамжуулагчаар Е=1В/см градиенттэй хүчдэл өгөгдсөн нөхцөлд
нэвтэрч буй цахилгааны хэмжээг хувийн цахилгаан дамжуулах чанар гэнэ.
3