इलेक्ट्रोलिसिस अवधारणा, प्रकार और हल किए गए अभ्यास

इलेक्ट्रोलीज़ यह एक गैर-सहज प्रक्रिया है, जो स्वाभाविक रूप से नहीं होती है, जिसमें पदार्थ पिघले या पानी में घुलने वाले यौगिकों में विद्युत निर्वहन के माध्यम से बनते हैं। इस प्रक्रिया में, एक विद्युत प्रवाह एक ग्लास कंटेनर (इलेक्ट्रोलाइटिक टैंक) तक पहुंचता है जिसमें दो निष्क्रिय इलेक्ट्रोड होते हैं (जो पीड़ित नहीं होते हैं या ऑक्सीकरण न कमी) ग्रेफाइट या प्लेटिनम द्वारा निर्मित। ये इलेक्ट्रोड एक विद्युत स्रोत से जुड़े होते हैं (आमतौर पर a ड्रम) और नमक या बेस को पिघला हुआ या पानी में घोलकर डुबोया जाता है। बिल्कुल की तरह बैटरीइलेक्ट्रोलिसिस में एक कैथोड (जहां कमी होती है) और एक एनोड (जहां ऑक्सीकरण होता है) होता है।

सारांश

• इलेक्ट्रोलिसिस एक गैर-सहज प्रक्रिया है;

• सरल या मिश्रित पदार्थ बन सकते हैं;

• यह एक पिघले हुए विलेय (आग्नेय इलेक्ट्रोलिसिस) के साथ हो सकता है;

• यह पानी में घुलने वाले विलेय (जलीय इलेक्ट्रोलिसिस) के साथ हो सकता है;

• एक धनायन हमेशा कैथोड पर अपचयन से गुजरता है;

• एक आयन हमेशा एनोड पर ऑक्सीकरण से गुजरता है।

यह भी देखें:इलेक्ट्रोलिसिस से एल्यूमीनियम प्राप्त करना

इलेक्ट्रोलाइटिक वैट के घटकों का प्रतिनिधित्व

इलेक्ट्रोलिसिस के प्रकार

यह एक इलेक्ट्रोलिसिस है जो तब होता है जब पिघला हुआ आयनिक यौगिक पर विद्युत निर्वहन किया जाता है। आयनिक यौगिक एक आयनिक बंधन द्वारा बनता है, जैसे कि a नमक या ए आधार अकार्बनिक जब हम पिघले हुए यौगिक के बारे में बात करते हैं, तो बदले में, हम उस यौगिक का उल्लेख कर रहे हैं जो एक ठोस से तरल अवस्था में जाता है।

- आग्नेय इलेक्ट्रोलिसिस का उदाहरण

जब हम पोटेशियम क्लोराइड (KCl) का संलयन करते हैं, तो यह नमक पृथक्करण प्रक्रिया से गुजरता है, जिससे पोटेशियम धनायन (K) निकलता है।⁺) और आयोडाइड आयन (l .)^-).

पोटेशियम क्लोराइड के लिए पृथक्करण समीकरण

जब विद्युत धारा इन आयनों के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक सेल तक पहुँचती है, तो पोटेशियम का धनायन कम हो जाता है, जिससे धात्विक पोटेशियम (K) बनता है, और आयोडाइड आयन का ऑक्सीकरण होता है, जिससे ठोस आयोडीन (I) बनता है।₂).

ठोस पोटेशियम गठन समीकरण

ठोस आयोडीन गठन समीकरण

यह एक इलेक्ट्रोलिसिस है जो तब होता है जब एक नमक या एक अकार्बनिक आधार द्वारा गठित जलीय घोल (पानी होता है) पर विद्युत निर्वहन किया जाता है।

- जलीय इलेक्ट्रोलिसिस का उदाहरण

जब हम सोडियम क्लोराइड को पानी में घोलते हैं, तो यह अलग हो जाता है, और पानी आयनीकरण से गुजरता है:

जल आयनीकरण और सोडियम क्लोराइड पृथक्करण समीकरण

सोडियम धनायन के रूप में (Na⁺) IA परिवार से संबंधित है, हाइड्रोनियम केशन (H .)⁺) डिस्चार्ज से होकर गुजरता है और हाइड्रोजन गैस (H .) बनाते हुए अपचयन से गुजरता है₂).

हाइड्रोजन गैस गठन समीकरण

क्लोराइड के रूप में (Cl^-) ऑक्सीजन युक्त नहीं है (ऑक्सीजन नहीं है) और फ्लोराइड नहीं है (F .)^-), यह छुट्टी दे दी जाती है, ऑक्सीकरण करती है और क्लोरीन गैस बनाती है (Cl .)₂).

क्लोरीन गैस निर्माण समीकरण

चयनात्मक आयन निर्वहन

एक जलीय माध्यम (पानी और एक विलेय द्वारा निर्मित घोल) में इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान, हमारे पास हमेशा दो धनायन होंगे: हाइड्रोनियम, पानी से, और कोई अन्य, से नमक पृथक्करण (एक विलेय का एक उदाहरण)। हमारे पास दो आयन भी होंगे: हाइड्रॉक्सिल, जो पानी से आता है, और दूसरा, जो नमक से आता है।

जल आयनीकरण और नमक पृथक्करण से आयन I

- धनायनों और आयनों के लिए चयनात्मक निर्वहन

• यदि विलेय से धनायन IA, IIA या IIIA परिवार से संबंधित है, तो हाइड्रोनियम (H .)⁺) कम कर दिया जाएगा;

• यदि विलेय से आने वाला धनायन ऊपर वर्णित परिवारों से संबंधित नहीं है, तो इसे कमी का सामना करना पड़ेगा।

• यदि विलेय के आयन की संरचना में ऑक्सीजन है या फ्लोराइड है (F .)^-), हाइड्रॉक्साइड (OH .)^-) ऑक्सीकरण से गुजरना होगा;

• यदि विलेय के आयन में उपरोक्त विशेषताएँ नहीं हैं, तो यह ऑक्सीकरण से गुजरेगा।

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यह ज्ञात है कि पानी में स्व-आयनीकरण करने की क्षमता होती है, जिससे हाइड्रोनियम आयन (H .) का उत्पादन होता है⁺) और हाइड्रॉक्साइड (OH .)^-), लेकिन यह आयनीकरण काफी सीमित है। यह तथ्य विद्युत प्रवाह के संचालन में शुद्ध जल की अक्षमता से सिद्ध होता है।

जैसे कि इलेक्ट्रोलीज़ विद्युत निर्वहन शामिल है, पानी के इलेक्ट्रोलिसिस करने के लिए, एक विलेय को भंग करना आवश्यक है, जो हाइड्रोनियम और हाइड्रॉक्साइड के चयनात्मक निर्वहन का पक्षधर है (जैसा कि निर्वहन के विषय में देखा गया है चयनात्मक)।

अगर हम सोडियम सल्फेट (Na .) मिलाते हैं₂केवल₄), उदाहरण के लिए, हमारे पास बीच में सोडियम धनायन होंगे (Na⁺) और हाइड्रोनियम (H .)⁺), साथ ही हाइड्रॉक्साइड आयनों (OH .)^-) और सल्फेट (SO .)₄^-2). इस प्रकार, जब विद्युत धारा इलेक्ट्रोलाइटिक टैंक में आती है:

• हाइड्रोनियम को कम किया जाएगा, क्योंकि सोडियम IA परिवार से संबंधित है;

हाइड्रोजन गैस गठन समीकरण

• हाइड्रॉक्साइड डिस्चार्ज, ऑक्सीकरण से गुजरेगा, क्योंकि सल्फेट की संरचना में ऑक्सीजन है।

ऑक्सीजन गैस गठन समीकरण

जैसे ही पानी से आने वाले दो आयनों (धनायन और आयन) को छुट्टी दे दी गई, हम कहते हैं कि पानी का इलेक्ट्रोलिसिस हुआ।

यह भी देखें: इलेक्ट्रोलिसिस के मात्रात्मक पहलू

• हाइड्रोजन गैस (H .) जैसे सरल पदार्थों का उत्पादन₂), ऑक्सीजन गैस (O .)₂) आदि।;

• सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH), सल्फ्यूरिक एसिड (H .) जैसे मिश्रित पदार्थों का उत्पादन₂केवल₄) आदि;

• किसी विशेष धातु, जैसे तांबा (तांबा) और सोना (सोना चढ़ाना) के साथ एक भाग को लेप करना;

• अपने अयस्क से एक निश्चित धातु को निकालने के लिए उपयोग करें।

इलेक्ट्रोलिसिस पर हल किए गए व्यायाम

उदाहरण 1 - (Vunesp) CuCℓ. का एक जलीय घोल₂ प्लेटिनम इलेक्ट्रोड का उपयोग करके इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन है। सही कथन है:

ए) कैथोड पर Cu आयन की कमी होती है²⁺.

बी) एनोड पर Cu आयन ऑक्सीकरण होता है²⁺.

c) कैथोड पर क्लोरीन गैस बनती है।

डी) प्लैटिनम एनोड का हिस्सा घुल जाता है, जिससे पीटी. बनता है²⁺.

ई) इस इलेक्ट्रोलिसिस के उत्पाद अलग होंगे यदि CuCl. के इलेक्ट्रोलिसिस₂ उग्र (संलयन) था।

ए) सही। जब CuCl₂ पानी में घुल जाता है, हमारे पास हाइड्रोनियम केशन (H .) होते हैं⁺) और कॉपर II (Cu .)⁺²). चूंकि कॉपर II कटियन IA, IIA और IIIA परिवारों से संबंधित नहीं है, इसलिए यह कम हो गया है।

ख) असत्य, क्योंकि क्लोराइड आयन (Cl) एनोड पर ऑक्सीकृत हो जाता है^-), जिसकी संरचना में ऑक्सीजन नहीं है और फ्लोराइड नहीं है (F .)^-).

c) असत्य, क्योंकि कॉपर II धनायन का अपचयन कैथोड पर होता है, इसलिए कॉपर धातु का निर्माण होता है।

d) गलत, क्योंकि इलेक्ट्रोलिसिस में प्लैटिनम या ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड केवल बिजली का संचालन करते हैं, वे इस प्रक्रिया में भाग नहीं लेते हैं।

ई) कॉपर क्लोराइड II (CuCl .) के आग्नेय इलेक्ट्रोलिसिस के रूप में असत्य₂) बिल्कुल वैसा ही उत्पाद पेश करेगा जैसे जलीय उत्पाद, क्योंकि मौजूद आयन कॉपर II (Cu .) होंगे⁺²) और क्लोराइड (Cl .)^-1).

उदाहरण 2- (यूएफआरएन) निम्नलिखित प्रणालियों पर विचार करें:

मैं। पिघला हुआ सोडियम क्लोराइड;

द्वितीय. सोडियम क्लोराइड जलीय घोल;

III. फ्यूज्ड सोडियम हाइड्रॉक्साइड;

चतुर्थ। सोडियम हाइड्रोक्साइड जलीय घोल।

इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन, जो सोडियम प्रदान कर सकते हैं, वे हैं:

a) केवल I और II।

b) केवल I और III।

c) केवल II और IV।

डी) केवल III और IV।

ई) मैं, द्वितीय, तृतीय और चतुर्थ।

कैथोड पर उत्पाद के रूप में धात्विक सोडियम की आपूर्ति करने वाली प्रणालियाँ I और III हैं।

I- माध्यम में मौजूद एकमात्र धनायन सोडियम धनायन है, इसलिए, केवल यह कम कर सकता है, जिससे धात्विक सोडियम बनता है।

II- यह प्रणाली प्रदान नहीं करता है धात्विक सोडियम क्योंकि सोडियम क्लोराइड पानी में घुल गया था, इसलिए, बीच में हमारे पास सोडियम केशन (Na .) की उपस्थिति है⁺) और हाइड्रोनियम (H .)⁺) - यह वह है जो कमी से ग्रस्त है, क्योंकि सोडियम IA परिवार से संबंधित है।

III- माध्यम में मौजूद एकमात्र धनायन सोडियम धनायन है (क्योंकि सामग्री को एक संलयन के अधीन किया गया है), इसलिए, केवल धातु सोडियम का निर्माण करते हुए, यह केवल कमी से गुजरता है;

चतुर्थ- यह प्रणाली प्रदान नहीं करती है धात्विक सोडियम क्योंकि सोडियम हाइड्रॉक्साइड पानी में घुल गया था, इसलिए बीच में हमारे पास सोडियम केशन (Na) की उपस्थिति है⁺) और हाइड्रोनियम (H .)⁺) - यह वह है जो कमी से ग्रस्त है, क्योंकि सोडियम IA परिवार से संबंधित है।

मेरे द्वारा। डिओगो लोपेज डायस