Uglevodorodlar

Izobarik-izotermik potensial o’zgarish ∆G⁰₂₉₈ ≈ 237190 Dj/mol va tsandart sharoitda (1 atm 25 ⁰C)da suvning ajralishi (parchalanish) kuchlanishi quyidagini tashkil qiladi:

U_p 


298
n  F

 237190

G ₀
2  96500
 1,23B

Bu erda, n - reaksiyada qatnashadigan elektronlar soni, F – Faradey soni. Agar elektroliz sharoiti tsandart sharoitdan farq qilsa, u holda vodorod va kislorod muvozanat potensiallari o’zgarishini hisobga olish zarur.

^EH 2
 E_{H 20
} 2.3RT

F

lgC_{H }
^E02
 E_020
 2.3RT

F

lgC_{H }

^EH 2
 0,058pH
^E02
 1,23  0,58pH

Agar vodorod va kislorod elektrod potensiallari rN ga birday bog’liq bo’lsa, suvning parchalanishining nazariy kuchlanishi elektrolit rN ga bog’liq bo’ladi. Temperatura 25 ⁰C dan 80 ⁰C gacha oshganda u 1,23 V dan 1,18 V gacha kamayadi. Amaliyotda suv elektrolizi yuqori kuchlanishda olib boriladi. Nazariy mumkin bo’lgan va amaliy zarur bo’lgan kuchlanishlar orasida bunday farq elektrolizga ketgan elektr energiyadan tashqari, suvning parchalanishiga yana qo’shimcha qarshiliklarni yengib o’tishga, elektrodlarga, kontakt hamda konsentratsion qutblanishga va elektrodlarda gazlarning qayta kuchlanishiga ham bog’liqdir.

Elektrolizyorlar shinalaridagi amaliy kuchlanishlar pasayishi zanjirning hamma joylarida kuchlanish tushishidan yig’iladi.

U = U_P + τ_a + τ_K + ∆U_E + ∆U_D = ∑ ∆ ∙ U_K

Bu erda, U_P tsandart sharoitda suv parchalanishining kuchlanishi, τ_a -anoddagi o’ta kuchlanishi, τ_K -katoddagi o’ta kuchlanish, ∆U_E -elektrolitdagi kuchlanishning yo’=otilishi, ∆U_D -diafragmadagi kuchlanishning yo’qotilishi, ∑∆U_K -kontaktdagi birinchi tur o’tqazuvchilar kuchlanishning yo’qotilishi.
Quyida 10 ⁶- Pa (10 kg.s/sm²) bosim va 80 ⁰C temperaturada va 1500 A/m² tok zichligida ishlaydigan bipolyar filtr press elektrolizyorning taxminiy kuchlanishi balansi berilgan.

2. 
   jadval
   

Tashkil topgan	V	%
Parchalanish kuchlanish. O’ta kuchlanish katodda. O’ta kuchlanish anodda. Elektrolizyor kuchlanish. Yo’qotishi (gaz to’ldirilishi hisobga olingan diafragmada). I – tur o’tkazgichda.	1,23 0,24 0,42 0,30 0,10 0,05	53 10 18 13 4 2
Jami:	2,34 V	100%

Jadvaldan ko’rinib turibdiki, elektr energiyasining katta qismi yo’qolishi elektrolit qarshiligi va elektrodlardagi o’ta kuchlanishi engishga sarflangan. Oxirgi elektrod yasalgan materialga bog’liq filtrning utski sirt yuzasi tok zichligiga, elektrolit temperaturasiga va boshqa faktorlarga bog’liqligi bilan ajralib turadi. Vodorod ajralib chi=ishi uchun paydo bo’ladigan o’ta kuchlanish Tafel tenglamasidan topiladi.

τ_k = a + b ℓgik

Bu erda, a –tok zichligidagi o’ta kuchlanish, 1 A/sm ² , v –tok zichligi 10 marta o’zgargandagi o’ta kuchlanish o’zgarishi, i_k –tok zichligi A/sm².
Tajribadan topilgan a va v koeffitsientlar qiymatini katoddagi o’ta kuchlanish qiymatidan kerakli aniqlikda hisoblash mumkin. Kislorod ajralib chiqishi uchun o’ta kuchlanishni oddiy formula bilan ifodalash qiyin, chunki kislorod ajralib chiqishning murakkabligi elektrodlar utsida oksid parda hosil bo’lishi bilan bog’langan. Tempuratura oshishi bilan kislorodning o’ta kuchlanishi taxminan har 1 ⁰C da 2-3 mV kamayadi.