විද්යුත් විච්ඡේදනය කුමක්ද? ඇනෝඩය සහ කැතෝඩ. භෞත-රසායනික ක්රියාවලිය

දීර්ඝ කාලයක් තිස්සේ ජනතාව නිදහස් ස්වරූපයෙන් පිරිසිදු ද්රව්ය ගොඩක් ලබා ගැනීමට කළමනාකරණය නැත. එනම්, නිදසුනක් ලෙස:

• ෙලෝහ;
• ක්ෂාර,
• හයිඩ්රො ක්ලෝරෝ;
• හයිඩ්රජන්,
• හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ්,
• කාබනික ක්ලෝරීන් සහ වෙනත් අය.

එය ඉවත් කර ගැනීමට නොහැකි වූ නිසා තමන්, අශුද්ධ ද්රව්ය ඉහළ අන්තර්ගතයට එක්කෝ ලැබී හෝ සියලුම සංස්ලේෂණය නැත. නමුත් සම්බන්ධය කර්මාන්ත හා එදිනෙදා ජීවිතයේ දී භාවිතා කිරීම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ. නමුත් එවැනි විද්යුත් විච්ඡේදනය වැනි ක්රියාවලි සොයා ගැනීමත් සමඟ, දැවැන්ත පරිමානයේ කාර්ය විසඳී නැත. අද එය සංශ්ලේෂණය සඳහා පමණක් නොව, තවත් බොහෝ ක්රියාවලීන් සඳහා භාවිතා කරනු ඇත.

විද්යුත් විච්ඡේදනය කුමක්ද? එය සිදු වූ පරිදි, කලින් ගත් අවධීන් කිහිපයක්, මෙම ක්රමය ප්රධාන වාසිය දේ, ලිපියේ පාඨමාලාව තේරුම් ගැනීමට උත්සාහ කරන්න.

විද්යුත් විච්ඡේදනය කුමක්ද?

මෙම ප්රශ්නයට පිළිතුරු දීමට නම්, අපි මුලින්ම පාරිභාෂිතය හා සමහර මූලික භෞතික හා රසායනික සංකල්ප තේරුම් ගැනීමට උත්සාහ කළ යුතුය.

1. DC - විදුලි ඕනෑම ප්රභවය වලින් ජනනය වන ඉලෙක්ට්රෝන අධ්යක්ෂණය ධාරාව.
2. විද ත් - විදුලි ධාරාවක් සිදු කර ගැනීෙම් හැකියාව ඇත විසඳුමක් වන ද්රව්යයක්.
3. ඉලෙක්ට්රෝඩ - තමන් හරහා විදුලිය ගමන් කරන ඇතැම් ද්රව්ය තහඩු, අන්තර් සම්බන්ධිත, (ඇනෝඩය සහ කැතෝඩ).
4. මෙම ඔක්සිකරණ ඔක්සිහරණ ප්රතික්රියා - ඇති සහභාගී ඔක්සිකරණය උපාධිය වෙනසක් පවතී ක්රියාවලියක්. සමහර අයන ඔක්සිකරණය සහ වෙනත් අය එය පහත හෙලීම, අඩු කරන අතර, ඔක්සිකරණ උපාධිය වටිනාකම වැඩි වේ.

මෙම කොන්දේසි සියලු පැහැදිලි කිරීමෙන්, ඔබ විද්යුත් විච්ඡේදනය දේ ද යන ප්රශ්නය පිළිතුරු දිය හැක. මෙම ඔක්සිකරණ ඔක්සිහරණ ක්රියාවලිය, විද ත් විසඳුමක් හරහා සෘජු ධාරා ගමන් හා ඉලෙක්ට්රෝඩ විවිධ නිෂ්පාදන නිදහස් විසින් අවලංගු කර සමන්විත.

electrolyzer කැඳවා ගත හැකි පහසු ස්ථාපනය, ඇතුළත් අංග කිහිපයක් පමණක්:

• ක විද ත් සමග දෙකක් වීදුරු;
• වත්මන් මූලාශ්රය
• ඉලෙක්ට්රෝඩ දෙකක් එකිනෙකට සම්බන්ධ වේ.

විද්යුත් විච්ඡේදනය ස්නාන - කර්මාන්තය නිෂ්පාදන විශාල සංඛ්යාවක් ලබා ගැනීමට ඉඩ සලසමින්, ස්වයංක්රීය වඩාත් සංකීර්ණ නිර්මාණ භාවිතා කරයි.

විද්යුත් විච්ඡේදනය ක්රියාවලිය තරමක් සංකීර්ණ, නියෝගය සහ නීති රීති අනුව කිහිපයක් න්යායික නීති සහ ලැබීම් වලට යටත් වේ. නිවැරදිව අවසාන ප්රතිඵලය කලින් කිව, සියලු නීති සහ හැකි ඡේදය හොඳින් ඉගෙන ගැනීමට.

එම ක්රියාවලිය න්යායික පදනම්

විද්යුත් විච්ඡේදනය රඳා පවතින වඩාත් ම වැදගත් මූලික හක්ගෙඩි - විද්යුත් ධාරාව සහ සියලු සමග ක්රියාවලිය ක්ෂේත්රයේ ඔහුගේ වැඩ කටයුතු සඳහා ප්රසිද්ධ ප්රසිද්ධ ජාතික භෞතික විද්යාඥයෙකු, - මයිකල් ෆැරඩේ නීති.

එවැනි සියලු නීති දෙකක් වන, විද්යුත් විච්ඡේදනය දී ක්රියාවලිය සාරය විස්තර කරන එක් එක්.

පළමු නියමය

පළමු ෆැරඩේ, නීතිය මීටර් = කී * Δt ලෙස ලියා ඇති වන සූත්රය පහත පරිදි වේ.

මෙම ඉලෙක්ට්රෝඩය දී රෝහලෙන් පිටව මහා ද්රව්යයක් විද ත් මගින් සම්මත කර ඇති විදුලිය, කෙලින්ම අනුලෝමව සමානුපාතික වේ.

වත්මන් තීව්රතාව, Δt - - එය සම්මත කාලයක් තුළදී ද්රව්ය, මම මහජන වේ -. මේ සූත්රය මීටර් බවයි ද මිදුල යන විද ත් රසායනික සමාන නම් වූ k හි අගය ඇතුළත් විය. මෙම අගය සංයෝගයක් ම වල ස්වභාවය මත රදා පවතී. K විදුලි ගාස්තු ඒකකයක් එක්විමට විද ත් හරහා ඉලෙක්ට්රෝඩය නිකුත් කරන ද්රව්යයක ස්කන්ධය, සංඛ්යාත්මකව සමාන වේ.

විද්යුත් විච්ඡේදනය දෙවන පාලනය

ෆැරඩේ, වන සූත්රය දෙවන නියමය - මීටර් = M * මම Δt * / n * එෆ්, පහත සඳහන් පරිදි වේ. මිදුල (k) විද ත් රසායනික සමාන එහි යනු මවුලික ස්කන්ධය සමානුපාතික, සහ ද්රව්යයක සංයුජතා ප්රතිලෝමව සමානුපාතික වේ.

ඉහත සූත්රය සියලු එක්සත් ඉවත් කර ප්රතිඵලයකි. එය විද්යුත් විච්ඡේදනය දෙවන නීතිය සාරය ගනියි. M - යනු මවුලික ස්කන්ධය සංයෝග, මම - සමස්ත ක්රියාවලිය සඳහා සම්මත වත්මන් තීව්රතාව, Δt - මුළු විද්යුත් විච්ඡේදනය කාලය, F, - ෆැරඩේ නියතය, n - ක්රියාවලියේ යෙදී සිටින බව ඉලෙක්ට්රෝන. ඔවුන්ගේ සංඛ්යාව අයන කිරීමේ චෝදනාව සමාන වේ, මෙම ක්රියාවලිය සඳහා සහභාගි වූහ.

විද්යුත් විච්ඡේදනය දේ තේරුම් ගැනීමට, හා බර අනුව විභව අස්වැන්න ගණනය කිරීමට ෆැරඩේගේ නීති, අපේක්ෂිත ප්රතිඵලය ක්රියාවලිය අතරතුර අනාවැකි හා බලපෑම් කිරීමට ය. ඔවුන් පරිවර්තනයන් න්යායික පදනම සමන්විත වේ.

ඇනෝඩය, යන සංකල්පය, සහ එහි වර්ග

මෙම විද්යුත් විච්ඡේදනය ඉලෙක්ට්රෝඩ දී ඉතා වැදගත් වේ. සමස්ත ක්රියාවලිය, ඔවුන්ගේ විශේෂ ස්වභාවය සහ ගුණාංග ඔවුන් සිදු කරන සිට ද්රව්ය මත රඳා පවතී. ඒ නිසා, අපි ඔවුන් එක් එක් වැඩි විස්තර සලකා බලන්න.

ඇනෝඩය - එකතු හෝ ධන ඉලෙක්ට්රෝඩය. එනම්, බලය ප්රභවය වන "+" කණුවක සම්බන්ධ කර ඇති එකකි. ඒ අනුව, එය දක්වා විද ත් විසඳුමක් සෘණ අයන හෝ ඇනායන ගමන් කරනු ඇත. ඔවුන් ඔක්සිකරණ වඩාත් ඉහළ මට්ටමේ ලබා, මෙහි ඔක්සිකරණය වේ.

ඒ නිසා, අපි anodic ක්රියාවලිය මතක තබා ගැනීමට උපකාර කරගත බව ටිකක් සටහන අඳින්න පුළුවන්,: ක ඇනෝඩය "ප්ලස්" - ඇනායන - ඔක්සිකරණ. මේ අනුව යම් නිෂ්පාදනයක් හැරී ඇත මත පදනම්ව, ඉලෙක්ට්රෝඩය මූලික වර්ග දෙකක් පවතී.

1. නොවිසඳිය හැකි හෝ නිෂ්ක්රීය ඇනෝඩය. එවැනි වර්ගය එකම ඉලෙක්ට්රෝන සහ ඔක්සිකරණ ක්රියාවලි, කෙසේ වෙතත් එය පරිභෝජනය නැති අතර විසුරුවා නැහැ මාරු කිරීමට දායක වන ඉලෙක්ට්රෝඩය ඇතුළත් වේ. එවැනි anodes මිනිරන්, iridium, ප්ලැටිනම්, කාබන් සහ එසේ මත සිට සිදු කෙරේ. මෙම ඉලෙක්ට්රෝඩ භාවිතා කරමින්, ලෝහ පිරිසිදු වායු (ඔක්සිජන්, හයිඩ්රජන්, ක්ලෝරීන් හා එසේ මත) ඉදිරිපත් කළ හැක.
2. මෙම ද්රාව්ය ඇනෝඩය. ඔක්සිකාරක ක්රියාවන් විට ඔහු විසුරුවා හා විද්යුත් විච්ඡේදනය ප්රතිඵලය බලපායි. ඉලෙක්ට්රෝඩය මෙම වර්ගය සඳහා ඉදිකිරීම් මූලික ද්රව්ය: නිකල්, තඹ, කැඩ්මියම්, ඊයම්, ටින්, සින්ක් සහ වෙනත් අය. මෙම anodes භාවිතා electrorefining එසේ මත ලෝහ ක්රියාවලි, විදයුත් ලෝහාලේපනය, විඛාදනයට එරෙහිව ආරක්ෂා කිරීම සඳහා, සහ අවශ්ය වේ.

ධනාත්මක ඉලෙක්ට්රෝඩය සිදුවීමේ ක්රියාවලිය සාරය අර්ථාන්විතව හැකි බොහෝ electronegative අයන සඳහා ඉටු දක්වා අඩු කර ඇත. Ivot ඇයි, හයිඩ්රජන් අම්ල හා හයිඩ්රොක්සයිඩ් අයන, පසුව ජලය ඇනායන එය විසඳුමක් වන්නේ නම් නැහැ. ජලීය විද ත් විසඳුමක් ඇති ඔක්සිජන් අඩංගු ඇනායන, ජල ඔක්සිජන් නිදහස්, එය වේගවත් කරයි සිට සාමාන්යයෙන් ඇනෝඩය දී රෝහලෙන් පිටව නැත.

කැතෝඩ සහ එහි ලක්ෂණ

කැතෝඩ - (නිසා එය මත ඉලෙක්ට්රෝන සමුච්චය විට විදුලි ධාරාවක්) ඒ සෘණ ආරෝපිත ඉලෙක්ට්රෝඩය වේ. පුනරුත්ථාපනය වෙමින් සිටින බව කැටායන, ඒ කියන්නේ, ඔක්සිකරණ උපාධිය අඩු - ධනාත්මක ගමන් ඇයි ඔහුට බව ය ආරෝපිත අයන.

කැටායන - - ප්රකෘතිමත් යෝජනා ක්රමය කැතෝඩ "සෘණ" මතක තබා ගැනීමට ද අදාළ වේ. කැතෝඩ සඳහා ද්රව්යමය ඇතුළත් ලෙස:

• මල නොබැඳෙන වානේ;
• තඹ,
• කාබන්,
• නායකයින්,
• යකඩ,
• ඇලුමිනියම් සහ වෙනත් අය.

මෙම ඉලෙක්ට්රෝඩය මත ය කාර්මිකව ඔවුන් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා ප්රධාන ක්රම අතරින් එකක් වන, පිරිසිදු ද්රව්ය ලෝහ පිබිදීමට එන. එය ඇනෝඩය වෙතින් කැතෝඩ කිරීමට ඉලෙක්ට්රෝන මාරු කර යැවීමෙන් ද, හැකි වන අතර, පළමු නම් - ද්රාව්ය, එහි අයන සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩය මත අඩු කර ඇත. මෙහි හයිඩ්රජන් වායුව H ₂ කැටායන ක ප්රතිෂ්ඨාපනය _නැත. ඒ නිසා, කැතෝඩ - ද්රව්ය විද්යුත් විච්ඡේදනය සමස්ත යෝජනා ක්රමය වඩාත් වැදගත් කොටස් එක්.

දියවන විද්යුත් විච්ඡේදනය

රසායනික ක්රියාවලිය පැත්තෙන් සලකා යටතේ එහි සමීකරණය ඇත. එය කළ හැකි කඩදාසි මත මුළු පරිපථ නියෝජනය කිරීමට හා ප්රතිඵලය කලින් කිව සමඟ. ජලජ පරිසරය ඉදිරියේ ඇති හෝ නැති හා ඇනෝඩය (ද්රාව්ය හෝ නොවේ) වර්ගය - ඔබ අවධානය යොමු කළ යුතු ඉතා වැදගත් දෙයක්.

පහත නිෂ්පාදන ලබා ගැනීම සඳහා අවශ්ය නම්: ක්ෂාර හා ක්ෂාරීය පාංශු ලෝහ, ක්ෂාර, ඇලුමිනියම්, බෙරිලියම්, ඔක්සිජන් අඩංගු වායු ඇනායන පසුව විද ත් විසඳුමක් විද්යුත් විච්ඡේදනය පිළිබඳ ප්රශ්නයක් විය නොහැකිය. හුදෙක්, වෙනත් ආකාරයකින් අවශ්ය සම්බන්ධතා වැඩ නොකරන නිසා උණු. කර්මාන්තය තුළ බොහෝ විට ඔවුන් වියළි නිර්ජලීය ලවණ හා hydroxides භාවිතා, මෙම ද්රව්ය සංශ්ලේෂණය ඒ නිසාය.

පොදුවේ ගත් කල, විද්යුත් විච්ඡේදනය සමීකරණය ඉතා සරල සහ සම්මත වේ උණුවීමට. උදාහරණයක් ලෙස, අපි සලකා සඳහා එය පටිගත නම් පොටෑසියම් අයඩයිට්, එම දැක්ම පහත සඳහන් වේ:

කී = K ^{+ +} මම ^-

කැතෝඩ (K) "-" K ⁺ K + 1 ඊ = ⁰

ඇනෝඩය ^{(A) "+": 2I - -} 2e = මම ₂ ⁰

ක්රියාවලිය ප්රතිඵලය: කී = K + මම _2.

ඒ හා සමානව, විද්යුත් විච්ඡේදනය නොතකා එහි ඉලෙක්ට්රෝඩය හැකි ඕනෑම ලෝහ වාර්තා කරනු ඇත.

ද්රාවණයේ විද්යුත් විච්ඡේදනය

එය විසඳුම් විද ත් පැමිණෙන විට, මෙම ක්රියාවලිය ප්රතිඵලය වඩා බෙහෙවින් වෙනස් වනු ඇත. සියලු පසු, ජලය සහභාගිකරුවෙක් බවට පත් වෙමින් තිබේ. එය ද අයන බවට dissociating හැකි සහ ඉලෙක්ට්රෝඩ රෝහලෙන් පිටව ඇත. ඒ නිසා, වැදගත් එවැනි අවස්ථාවල දී ඉලෙක්ට්රෝඩය හැකි අයන. එහි සෘණ අගයක් අඩු වඩා, වඩා වේගවත් ඔක්සිකාරක ෙහෝ අඩු සම්භාවිතාව වැඩි වේ.

ද්රාවණයේ විද්යුත් විච්ඡේදනය කටපාඩම් කළ යුතු බව නීති කිහිපයක් වලට යටත් වේ.

1. Anodic ක්රියාවලි: (හයිඩ්රජන් ෆ්ලෝරයිඩ් හැර) හයිඩ්රජන් අම්ල ඇනායන පමණක් රෝහලෙන් පිටව. ඔක්සිජන් අයන හෝ ෆ්ලෝරයිඩ් අයන නම්, ජලය, ඔක්සිජන් නිදහස් කිරීමට ඔක්සිකරණය වේ.
2. මෙම කැෙතෝඩ ක්රියාවලිය: කැතෝඩ මත විද ත් රසායනික මාලාවක් (දක්වා හා ඇලුමිනියම් ඇතුළු) දී electrowinning ලෝහ නිසා අධික රසායනික ක්රියාකාරකම් සඳහා යළි පිහිටෙවූ කල නොහැක. මෙම ජල හයිඩ්රජන් නිදහස් කිරීමට කරයි. ඇලුමිනියම් වලින් හයිඩ්රජන් කිරීමට ලෝහ සරල ද්රව්ය ජලය සමග එකවර ප්රතිසංස්කරණය. මෙම විද ත් රසායනික මාලාවක් (අඩු ක්රියාකාරකම්) හයිඩ්රජන් පසු බව එම, පහසුවෙන් සරල ද් අඩු භාජනය වේ.

ඔබ මේ නීති අනුගමනය කරනවා නම්, අපි කිසිම විද්යුත් විච්ඡේදනය පින්තාරු අස්වැන්න ගණනය කළ හැක. එය ද්රාව්ය ඇනෝඩය පරිපථ පිළිබඳ පැමිණිල්ලේ දී විවිධ වන අතර බෙහෙවින් සංකීර්ණ බවට පත් වෙයි.

විද්යුත් විච්ඡේදනය ලවණ

එය තාක්ෂණික වශයෙන් සරල සහ ආර්ථික වාසිදායක වන බැවින්, මෙම ක්රියාවලිය, පවිත්ර, ලෝහ සහ වායු ලබා ගැනීම සඳහා භාවිතා කෙරේ. මීට අමතරව, නිෂ්පාදන, වැදගත් වන නිර්මලත්වය ඉහළ උපාධියක් එක්ක එන්න.

උදාහරණයක් ලෙස, තඹ electrowinning ඉක්මනින් එය නිර්මල ඕනෑම ලුණු විසඳුමක් ලබා ගත හැකිය. බහුලව භාවිතා කරන තඹ සල්ෆේට් හෝ තඹ සල්ෆේට් (II) - CuSO _4.

ලුණු උණු හෝ විසඳුමක් විදුලි හා ලෝහ ඉංජිනේරු පාහේ සියලු අංශ එසේ අවශ්ය වන්නා වූ පිරිසිදු ලෝහ, ලබාගත හැකි වන පරිදි.

අර්ථය හා අයදුම් කිරීමේ ක්රියාවලිය

විද්යුත් විච්ඡේදනය - ඉතා වැදගත් ක්රියාවලිය. එහි පදනම පදනම් වැනි අවශ්ය තාක්ෂණික මෙහෙයුම්, ඇත:

1. ලෝහ පිරිපහදු.
2. Electroextraction.
3. විද්යුත් ලෝහාලේපනය.
4. Electrosynthesis.
5. විඛාදනයට විරෝධී ආලේපන සහ වෙනත් අය වැඩසටහන.