इलेक्ट्रोलिसिस एक है गैर-सहज रासायनिक प्रतिक्रिया जिसमें एक ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया शामिल है, जो विद्युत प्रवाह के कारण होती है।
इलेक्ट्रोलिसिस होने के लिए, शामिल विद्युत प्रवाह निरंतर होना चाहिए और पर्याप्त वोल्टेज होना चाहिए।
उनके द्वारा किए जाने वाले आंदोलन में स्वतंत्रता रखने वाले आयनों के लिए, इलेक्ट्रोलिसिस संलयन (आग्नेय इलेक्ट्रोलिसिस) या विघटन (समाधान में इलेक्ट्रोलिसिस) द्वारा हो सकता है।
इलेक्ट्रोलिसिस अनुप्रयोग
इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया से कई सामग्री और रासायनिक यौगिक उत्पन्न होते हैं, उदाहरण के लिए:
- एल्यूमीनियम और तांबा
- हाइड्रोजन तथा क्लोरीन सिलेंडर में
- पोशाक गहने (जस्ती प्रक्रिया)
- प्रेशर कुकर
- मैग्नीशियम व्हील (कार हबकैप)।
इलेक्ट्रोलिसिस के नियम
इलेक्ट्रोलिसिस के नियम अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ माइकल डी फैराडे (1791-1867) द्वारा विकसित किए गए थे। दोनों कानून इलेक्ट्रोलिसिस के मात्रात्मक पहलुओं को नियंत्रित करते हैं।
इलेक्ट्रोलिसिस का पहला नियम निम्नलिखित कथन है:
“इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान जमा किए गए तत्व का द्रव्यमान इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से गुजरने वाली बिजली की मात्रा के सीधे आनुपातिक होता है”.
क्यू = मैं। तो
कहा पे,
क्यू: इलेक्ट्रिक चार्ज (सी)
मैं: विद्युत प्रवाह की तीव्रता (ए)
तो: विद्युत प्रवाह के पारित होने का समय अंतराल
इलेक्ट्रोलिसिस का दूसरा नियम निम्नलिखित कथन है:
“विभिन्न तत्वों के द्रव्यमान, जब इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान समान मात्रा में बिजली द्वारा जमा किए जाते हैं, तो उनके रासायनिक समकक्षों के सीधे आनुपातिक होते हैं”.
एम = के. तथा
कहा पे,
म: पदार्थ द्रव्यमान
क: नित्य प्रस्तावित
तथा: पदार्थ के बराबर ग्राम
लेख में और जानें: फैराडे स्थिरांक.
वर्गीकरण
इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया पिघलने या विघटन के माध्यम से हो सकती है:
आग्नेय इलेक्ट्रोलिसिस
आग्नेय इलेक्ट्रोलिसिस वह है जिसे पिघले हुए इलेक्ट्रोलाइट से संसाधित किया जाता है, अर्थात की प्रक्रिया द्वारा विलय.
उदाहरण के तौर पर, आइए NaCl (सोडियम क्लोराइड) का उपयोग करें। जब हम पदार्थ को 808 °C तक गर्म करते हैं, तो यह फ्यूज हो जाता है और आयन उपस्थित होते हैं (Na .)+ और क्लू-) अब तरल अवस्था में आवाजाही की अधिक स्वतंत्रता है।
जब विद्युत प्रवाह इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में गुजरता है, Na cations+ वे नकारात्मक ध्रुव से आकर्षित होते हैं, जिसे कैथोड कहा जाता है। पहले से ही Cl. के आयनों-, सकारात्मक ध्रुव, या एनोड द्वारा आकर्षित होते हैं।
Na. के मामले में+ कमी प्रतिक्रिया होती है, जबकि Cl. में-, की प्रतिक्रिया होती है ऑक्सीकरण.
आग्नेय NaCl इलेक्ट्रोलिसिस की योजना
जलीय इलेक्ट्रोलिसिस
जलीय इलेक्ट्रोलिसिस में, इस्तेमाल किया जाने वाला आयनकारी विलायक पानी है। जलीय घोल में, इलेक्ट्रोलिसिस उल्टे इलेक्ट्रोड या सक्रिय (या प्रतिक्रियाशील) इलेक्ट्रोड के साथ किया जा सकता है।
निष्क्रिय इलेक्ट्रोडसमाधान में पानी समीकरण के अनुसार आयनित होता है:
एच2हे हो+ + ओह-
उसके साथ पृथक्करण NaCl का हमारे पास है:
NaCl → Na+ + क्ल-
इस प्रकार, H धनायन+ और पर+ ऋणात्मक ध्रुव पर विसर्जित किया जा सकता है, जबकि OH ऋणायन- और क्लू- सकारात्मक ध्रुव पर छुट्टी दे दी जा सकती है।
NaCl जलीय इलेक्ट्रोलिसिस योजना
धनायनों में एक कमी प्रतिक्रिया (कैथोडिक कमी) होती है, जबकि आयनों में, एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया (एनोडिक ऑक्सीकरण)।
तो हमारे पास इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रिया है:
2 NaCl + 2 H2ओ → 2 इंच+ + 2 ओह- + एच2 + क्ल2
इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि NaOH के अणु विलयन में रहते हैं, जबकि H2 ऋणात्मक ध्रुव पर मुक्त होता है और Cl2, सकारात्मक ध्रुव पर।
इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप समतुल्य समीकरण होगा:
2 NaCl + 2 H2हे → 2 NaOH + H2 + क्ल2
सक्रिय इलेक्ट्रोड: इस मामले में, सक्रिय इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलिसिस में भाग लेते हैं, हालांकि, वे जंग का सामना करते हैं।
एक उदाहरण के रूप में, हमारे पास कॉपर सल्फेट (CuSO .) के जलीय घोल में इलेक्ट्रोलिसिस है4):
CUSO4 → Cu2 + ओएस 2-4
एच2ओ → एच+ + ओह-
CuSO जलीय इलेक्ट्रोलिसिस योजना4
इस मामले में, कॉपर एनोड खराब हो जाएगा:
नितंब0 → Cu2+ + 2e-
ऐसा इसलिए है, क्योंकि इलेक्ट्रोड की मानक क्षमता के अनुसार, विद्युत प्रवाह में Cu से इलेक्ट्रॉनों को निकालने में आसान समय होता है0 ओएस की तुलना में 2-4 या ओह से-.
इसलिए, ऋणात्मक ध्रुव पर, निम्नलिखित इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रिया होती है:
2e- + Cu2+ → Cu
सकारात्मक ध्रुव पर, हमारे पास इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रिया होती है:
Cu → Cu2+ +2e-
अंत में, जब हम दो इलेक्ट्रोलिसिस समीकरण जोड़ते हैं, तो परिणाम के रूप में हमारे पास शून्य होता है।
विषय के बारे में अधिक जानना चाहते हैं? लेख पढ़ें:
- आयन, धनायन और ऋणायन
- रसायनिक प्रतिक्रिया
- ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं
बैटरी और इलेक्ट्रोलिसिस
इलेक्ट्रोलिसिस बैटरी के विपरीत घटना पर आधारित है। इलेक्ट्रोलिसिस में, प्रक्रिया सहज नहीं होती है, जैसा कि बैटरी में होता है। दूसरे शब्दों में, इलेक्ट्रोलिसिस विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जबकि सेल रासायनिक ऊर्जा से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है।
के बारे में और जानें इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री.
अभ्यास
1. (अल्ब्रा-आरएस) पोटेशियम क्लोराइड के आग्नेय इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा धातु पोटेशियम का उत्पादन किया जा सकता है। उस कथन से सही विकल्प पर निशान लगाएँ।
ए) इलेक्ट्रोलिसिस एक प्रक्रिया है जिसमें विद्युत प्रवाह से प्रेरित ऑक्सीकरण-कमी और कमी प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।
बी) पोटेशियम क्लोराइड का आग्नेय इलेक्ट्रोलिसिस कमरे के तापमान पर होता है।
c) पोटैशियम प्रकृति में अपने कम रूप में पाया जाता है (K .)0).
डी) इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रिया वह है जो पराबैंगनी विकिरण की मदद से होती है।
ई) पोटेशियम क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, धातु पोटेशियम प्राप्त करने के लिए, पोटेशियम से क्लोरीन में इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है।
के लिए वैकल्पिक
2. (UFRGS-RS) इलेक्ट्रोलिसिस सेल के कैथोड में हमेशा होता है:
ए) धातु का जमाव।
बी) एक कमी आधा प्रतिक्रिया।
ग) विद्युत प्रवाह का उत्पादन।
d) हाइड्रोजन गैस का विमोचन।
ई) रासायनिक जंग।
वैकल्पिक बी
3. (यूनिफोर-सीई) निम्नलिखित प्रस्ताव इलेक्ट्रोलिसिस से संबंधित हैं:
मैं। विद्युत ऊर्जा की खपत के साथ इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रियाएं होती हैं।
द्वितीय. जलीय ग्लूकोज समाधान इलेक्ट्रोलाइज्ड नहीं किया जा सकता क्योंकि वे विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं करते हैं।
III. खारा समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस में, धातु के पिंजरों का ऑक्सीकरण होता है।
हम केवल यही कह सकते हैं:
क) मैं सही हूँ।
बी) II सही है।
ग) III सही है।
d) I और II सही हैं।
ई) II और III सही हैं।
विकल्प
4. (FEI-SP) रसायन विज्ञान के दो छात्रों ने BaCl इलेक्ट्रोलिसिस किया2; पहला पानीदार और दूसरा उग्र। परिणाम के संबंध में, हम कह सकते हैं कि दोनों ने प्राप्त किया:
ए) एच2 यह है2 एनोड पर।
बी) एच2 और बा एनोड पर।
ग) क्ल2 और इलेक्ट्रोड पर बा।
घ) एच2 कैथोड पर।
ई) क्ल2 एनोड पर।
वैकल्पिक और
5. (वुनेस्प)"रसायन विज्ञान के बिना पूल” जल उपचार से जुड़ा एक विज्ञापन है। हालांकि, यह ज्ञात है कि उपचार में पानी में सोडियम क्लोराइड मिलाना और इसे पास करना शामिल है तांबे और प्लेटिनम इलेक्ट्रोड से लैस एक कंटेनर के माध्यम से पानी एक सीसा से जुड़ा हुआ है गाड़ी।
a) इस जानकारी के आधार पर चर्चा करें कि क्या विज्ञापन संदेश सही है
ख) अक्रिय इलेक्ट्रोड को ध्यान में रखते हुए, शामिल प्रतिक्रियाओं के समीकरण लिखें जो पिछले उत्तर को सही ठहराते हैं।
a) विज्ञापन संदेश सही नहीं है, क्योंकि इसमें रसायनों का निर्माण होगा।
बी) 2 NaCl + 2H2हे → 2 NaOH + H2 + क्ल2 (प्रतिक्रिया जो क्लोरीन बनाती है, पूल के पानी के उपचार में उपयोगी है)
2 NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O (प्रतिक्रिया जो NaClO बनाती है, एक प्रबल जीवाणुनाशक)
