इलेक्ट्रोलाइटिक सेल भागों, यह कैसे काम करता है और अनुप्रयोगों

इलेक्ट्रोलाइटिक सेल यह एक ऐसा माध्यम है जहां ऊर्जा या विद्युत प्रवाह का उपयोग गैर-सहज ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया करने के लिए किया जाता है। इसमें दो इलेक्ट्रोड होते हैं: एनोड और कैथोड.

एनोड (+) ऑक्सीकरण पर होता है, क्योंकि इस साइट पर कुछ तत्व या यौगिक इलेक्ट्रॉनों को खो देते हैं; जबकि कैथोड (-) में, कमी, क्योंकि इसमें कुछ तत्व या यौगिक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं.

इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में कुछ पदार्थों के अपघटन होता है, जो पहले आयनित होता है, जिसे इलेक्ट्रोलिसिस के रूप में जाना जाता है.

विद्युत प्रवाह का अनुप्रयोग इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में आयनों के आंदोलन में एक अभिविन्यास पैदा करता है। धनात्मक रूप से आवेशित आयन (धनायन) आवेश कैथोड में जाते हैं (-).

इस बीच, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन (आयन) चार्ज किए गए एनोड (+) की ओर पलायन करते हैं। यह चार्ज ट्रांसफर एक विद्युत प्रवाह (शीर्ष छवि) का गठन करता है। इस मामले में, विद्युत प्रवाह इलेक्ट्रोलाइट समाधान द्वारा संचालित होता है, इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के कंटेनर में मौजूद होता है.

फैराडे के इलेक्ट्रोलिसिस के नियम में कहा गया है कि प्रत्येक इलेक्ट्रोड में ऑक्सीकरण या कमी वाले पदार्थ की मात्रा सेल या सेल से गुजरने वाली बिजली की मात्रा के सीधे आनुपातिक होती है.

सूची

• 1 भागों
• 2 इलेक्ट्रोलाइटिक सेल कैसे काम करता है?
  • 2.1 पिघला हुआ सोडियम क्लोराइड का इलेक्ट्रोलिसिस
  • 2.2 डाउन सेल
• 3 अनुप्रयोग
  • 3.1 औद्योगिक संश्लेषण
  • 3.2 धातुओं की कोटिंग और शोधन
• 4 संदर्भ

भागों

एक इलेक्ट्रोलाइटिक सेल एक कंटेनर से बना होता है जहां विद्युत आवेश द्वारा प्रेरित प्रतिक्रियाओं का अनुभव करने वाली सामग्री जमा होती है.

पोत में इलेक्ट्रोड की एक जोड़ी होती है जो एक प्रत्यक्ष वर्तमान बैटरी से जुड़ी होती है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोड एक अक्रिय सामग्री के होते हैं, अर्थात्, वे प्रतिक्रियाओं में हस्तक्षेप नहीं करते हैं.

श्रृंखला में बैटरी के साथ एक एमीटर को इलेक्ट्रोलाइटिक समाधान के माध्यम से बहने वाली वर्तमान की तीव्रता को मापने के लिए जोड़ा जा सकता है। साथ ही, इलेक्ट्रोड की जोड़ी के बीच वोल्टेज अंतर को मापने के लिए एक वाल्टमीटर को समानांतर में रखा जाता है.

इलेक्ट्रोलाइटिक सेल कैसे काम करता है?

पिघला हुआ सोडियम क्लोराइड का इलेक्ट्रोलिसिस

ठोस सोडियम क्लोराइड के लिए पिघला हुआ सोडियम क्लोराइड का उपयोग करना पसंद किया जाता है, क्योंकि बाद वाला बिजली का संचालन नहीं करता है। आयन अपने क्रिस्टल के अंदर कंपन करते हैं, लेकिन वे स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र नहीं हैं.

कैथोड प्रतिक्रिया

ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड, एक अक्रिय पदार्थ, बैटरी के टर्मिनलों से जुड़े होते हैं। एक इलेक्ट्रोड बैटरी के धनात्मक टर्मिनल से जुड़ा होता है, जो एनोड (+) का निर्माण करता है.

इस बीच, अन्य इलेक्ट्रोड बैटरी के नकारात्मक टर्मिनल से जुड़ा हुआ है, जिससे कैथोड (-) का निर्माण होता है। जब बैटरी से आने वाला करंट प्रवाहित होता है, तो निम्नलिखित देखा जाता है:

कैथोड पर ना आयन की कमी होती है (-)⁺, जब वे एक इलेक्ट्रॉन हासिल करते हैं तो वे धात्विक Na में बदल जाते हैं:

ना⁺  +   और^-   => ना (एल)

सिल्वर-सफेद धात्विक सोडियम पिघला हुआ सोडियम क्लोराइड पर तैरता है.

एनोड प्रतिक्रिया

इसके विपरीत, एनोड (+) पर Cl आयन का ऑक्सीकरण होता है^-, चूंकि यह इलेक्ट्रॉनों को खो देता है और क्लोरीन गैस (सीएल) बन जाता है₂), एनोड पर एक पीली हरी गैस की उपस्थिति से प्रकट होने वाली प्रक्रिया। एनोड पर होने वाली प्रतिक्रिया को इस तरह से तैयार किया जा सकता है:

2Cl^- => सीएल₂ (g) + 2 e^-

धात्विक Na और Cl गैस का निर्माण₂ NaCl एक सहज प्रक्रिया नहीं है, इसके लिए 800 than C से अधिक तापमान की आवश्यकता होती है। विद्युत प्रवाह इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के इलेक्ट्रोड में होने वाले संकेत परिवर्तन के लिए ऊर्जा की आपूर्ति करता है.

इलेक्ट्रॉनों को कम करने की प्रक्रिया में कैथोड (-) पर खपत किया जाता है और ऑक्सीकरण के दौरान एनोड (+) में उत्पादित किया जाता है। इसलिए, इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के बाहरी सर्किट से एनोड से कैथोड तक प्रवाहित होते हैं.

प्रत्यक्ष वर्तमान बैटरी इलेक्ट्रॉनों के लिए एनोड (+) से अनायास कैथोड (-) तक प्रवाह करने के लिए ऊर्जा की आपूर्ति करती है.

डाउन सेल

डाउन सेल वर्णित इलेक्ट्रोलाइटिक सेल का एक अनुकूलन है और इसका उपयोग धात्विक Na और क्लोरीन गैस के औद्योगिक उत्पादन के लिए किया जाता है.

डाउन की इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में ऐसे उपकरण होते हैं जो धातु सोडियम और क्लोरीन गैस के अलग-अलग संग्रह की अनुमति देते हैं। धात्विक सोडियम उत्पादन की यह विधि अभी भी बहुत व्यावहारिक है.

एक बार जब यह इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा जारी किया जाता है, तो तरल धातु सोडियम को सूखा जाता है, ठंडा होता है और ब्लॉकों में कट जाता है। इसके बाद, इसे एक अक्रिय माध्यम में संग्रहीत किया जाता है, क्योंकि सोडियम पानी या वायुमंडलीय ऑक्सीजन के संपर्क में विस्फोटक रूप से प्रतिक्रिया कर सकता है.

क्लोरीन गैस का उत्पादन उद्योग में किया जाता है, मुख्य रूप से सोडियम क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा धातु सोडियम के उत्पादन की तुलना में कम महंगी प्रक्रिया में होता है।.

अनुप्रयोगों

औद्योगिक संश्लेषण

-उद्योग में, इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं का उपयोग विभिन्न गैर-लौह धातुओं के विद्युतीकरण और इलेक्ट्रोडोडेपिशन में किया जाता है। लगभग सभी उच्च शुद्धता एल्यूमीनियम, तांबा, जस्ता और सीसा औद्योगिक रूप से इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में उत्पादित होते हैं.

-हाइड्रोजन पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा निर्मित होता है। इस रासायनिक प्रक्रिया का उपयोग भारी पानी (डी) प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है₂ओ).

-पिघली हुई इलेक्ट्रोलाइट्स के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा Na, K और Mg जैसी धातुएँ प्राप्त की जाती हैं। इसके अलावा, गैर-धातु जैसे फ्लोराइड और क्लोराइड इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। इसके अलावा, NaOH, KOH, Na जैसे यौगिक₂सीओ₃ और KMnO₄ वे एक ही प्रक्रिया द्वारा संश्लेषित होते हैं.

धातुओं का लेप और शोधन

-उच्च गुणवत्ता वाली धातु के साथ एक निचली धातु को कोटिंग करने की प्रक्रिया को इलेक्ट्रोप्लेटिंग के रूप में जाना जाता है। इसका उद्देश्य निचली धातु के क्षरण को रोकना और इसे और अधिक आकर्षक बनाना है। इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं का उपयोग इस उद्देश्य के लिए इलेक्ट्रोप्लेटिंग में होता है.

-प्रभाव धातुओं को इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा परिष्कृत किया जा सकता है। तांबे के मामले में, धातु की बहुत पतली चादरें कैथोड पर रखी जाती हैं और अशुद्ध तांबे की बड़ी पट्टियों को एनोड पर परिष्कृत किया जाता है।.

-निहित लेखों का उपयोग समाज में आम है। आभूषण और टेबलवेयर अक्सर चांदी होते हैं; सोने को गहने और बिजली के संपर्कों में इलेक्ट्रोड किया जाता है। सजावटी उद्देश्यों के लिए कई वस्तुओं को तांबे के साथ कवर किया गया है.

-कारों में फेंडर और क्रोमेड स्टील के अन्य टुकड़े हैं। एक ऑटोमोबाइल डिफेंस का क्रोम क्रोमियम के इलेक्ट्रोडेपोजीशन के सिर्फ 3 सेकंड में 0.0002 मिमी मोटी चमकीली सतह लेता है.

-धातु का तेजी से इलेक्ट्रोड काले और खुरदरी सतहों का उत्पादन करता है। धीमी विद्युत चुम्बकत्व चिकनी सतहों का निर्माण करता है। "टिन के डिब्बे" स्टील को इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा टिन के साथ लेपित किया जाता है। कभी-कभी, ये डिब्बे बेहद पतले क्रोम परत की मोटाई के साथ दूसरे के एक हिस्से में क्रोम होते हैं.

संदर्भ

1. Whitten, डेविस, पेक और स्टेनली। रसायन विज्ञान। (8 वां संस्करण।) CENGAGE लर्निंग.
2. eMedical प्रस्तुत करने का। (2018)। इलेक्ट्रोलिसिस के अनुप्रयोग। से लिया गया: emedicalprep.com
3. विकिपीडिया। (2018)। इलेक्ट्रोलाइटिक सेल। से लिया गया: en.wikipedia.org
4. शाली पी। (2012) के प्रो। गैल्वेनिक और इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाएं। से लिया गया: butane.chem.uiuc.edu
5. बोडर रिसर्च वेब। (एन.डी.)। इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाएं से लिया गया: chemed.chem.purdue.edu