बिल्कुल हर कोई जानता है कि तरल पदार्थ पूरी तरह से विद्युत ऊर्जा का संचालन कर सकते हैं। और यह भी एक सर्वविदित तथ्य है कि सभी कंडक्टरों को उनके प्रकार के अनुसार कई उपसमूहों में विभाजित किया जाता है। हम अपने लेख में विचार करने का प्रस्ताव करते हैं कि तरल पदार्थ, धातु और अन्य अर्धचालकों में विद्युत प्रवाह कैसे किया जाता है, साथ ही इलेक्ट्रोलिसिस और इसके प्रकारों के नियम भी।
इलेक्ट्रोलिसिस का सिद्धांत
यह समझना आसान बनाने के लिए कि दांव पर क्या है, हम इस सिद्धांत के साथ शुरू करने का प्रस्ताव करते हैं कि बिजली, अगर हम एक प्रकार के तरल के रूप में एक विद्युत चार्ज पर विचार करते हैं, तो 200 से अधिक वर्षों से जाना जाता है। चार्ज अलग-अलग इलेक्ट्रॉनों से बने होते हैं, लेकिन वे इतने छोटे होते हैं कि कोई भी बड़ा चार्ज निरंतर प्रवाह, तरल की तरह व्यवहार करता है।
ठोस-प्रकार के निकायों की तरह, तरल कंडक्टर तीन प्रकार के हो सकते हैं:
- अर्धचालक (सेलेनियम, सल्फाइड और अन्य);
- डाइलेक्ट्रिक्स (क्षारीय समाधान, लवण और एसिड);
- कंडक्टर (कहते हैं, एक प्लाज्मा में)।
वह प्रक्रिया जिसमें विद्युत दाढ़ क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रोलाइट्स घुल जाते हैं और आयन विघटित हो जाते हैं, पृथक्करण कहलाते हैं। बदले में, अणुओं का अनुपात जो आयनों में विघटित हो गए हैं, या एक विलेय में आयनों का क्षय हो गया है, यह पूरी तरह से विभिन्न कंडक्टरों और पिघलने के भौतिक गुणों और तापमान पर निर्भर करता है। यह याद रखना सुनिश्चित करें कि आयन पुनर्संयोजन या पुनर्संयोजन कर सकते हैं। यदि स्थितियाँ नहीं बदलती हैं, तो विघटित और संयुक्त आयनों की संख्या समान रूप से आनुपातिक होगी।
इलेक्ट्रोलाइट्स में, आयन ऊर्जा का संचालन करते हैं, क्योंकि। वे धनात्मक आवेशित कण और ऋणात्मक दोनों हो सकते हैं। तरल के कनेक्शन के दौरान (या बल्कि, मुख्य के लिए तरल के साथ पोत), विपरीत आवेशों के लिए कणों की गति शुरू हो जाएगी (सकारात्मक आयन कैथोड की ओर आकर्षित होने लगेंगे, और नकारात्मक आयन एनोड की ओर)। इस मामले में, ऊर्जा सीधे आयनों द्वारा ले जाया जाता है, इसलिए इस प्रकार के चालन को आयनिक कहा जाता है।
इस प्रकार के चालन के दौरान, आयनों द्वारा धारा प्रवाहित की जाती है और पदार्थ इलेक्ट्रोड पर छोड़े जाते हैं जो इलेक्ट्रोलाइट्स के घटक होते हैं। रासायनिक रूप से बोलते हुए, ऑक्सीकरण और कमी होती है। इस प्रकार, गैसों और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से ले जाया जाता है।
तरल पदार्थ में भौतिकी और धारा के नियम
हमारे घरों और उपकरणों में बिजली आमतौर पर धातु के तारों में प्रसारित नहीं होती है। एक धातु में, इलेक्ट्रॉन परमाणु से परमाणु में जा सकते हैं और इस प्रकार एक नकारात्मक चार्ज ले सकते हैं।
तरल पदार्थ की तरह, वे विद्युत वोल्टेज के रूप में संचालित होते हैं, जिसे वोल्टेज के रूप में जाना जाता है, जिसे वोल्ट की इकाइयों में मापा जाता है, इतालवी वैज्ञानिक एलेसेंड्रो वोल्टा के बाद।
वीडियो: तरल पदार्थ में विद्युत प्रवाह: एक पूर्ण सिद्धांत
इसके अलावा, विद्युत प्रवाह उच्च वोल्टेज से कम वोल्टेज की ओर प्रवाहित होता है और इसे एम्पीयर के रूप में जानी जाने वाली इकाइयों में मापा जाता है, जिसका नाम आंद्रे-मैरी एम्पीयर के नाम पर रखा गया है। और सिद्धांत और सूत्र के अनुसार, यदि आप वोल्टेज बढ़ाते हैं, तो इसकी ताकत भी आनुपातिक रूप से बढ़ेगी। इस संबंध को ओम के नियम के रूप में जाना जाता है। एक उदाहरण के रूप में, आभासी वर्तमान विशेषता नीचे है।
चित्रा: वर्तमान बनाम वोल्टेजओम का नियम (तार की लंबाई और मोटाई पर अतिरिक्त विवरण के साथ) आमतौर पर भौतिकी की कक्षाओं में पढ़ाई जाने वाली पहली चीजों में से एक है, और इसलिए कई छात्र और शिक्षक गैसों और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह को भौतिकी में एक बुनियादी कानून के रूप में देखते हैं।
अपनी आँखों से आवेशों की गति को देखने के लिए, आपको खारे पानी, फ्लैट आयताकार इलेक्ट्रोड और बिजली स्रोतों के साथ एक फ्लास्क तैयार करने की आवश्यकता है, आपको एक एमीटर स्थापना की भी आवश्यकता होगी, जिसकी मदद से बिजली से ऊर्जा का संचालन किया जाएगा। इलेक्ट्रोड की आपूर्ति।
पैटर्न: करंट और नमक कंडक्टर के रूप में कार्य करने वाली प्लेटों को तरल में उतारा जाना चाहिए और वोल्टेज चालू होना चाहिए। उसके बाद, कणों की अराजक गति शुरू हो जाएगी, लेकिन कंडक्टरों के बीच एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति के बाद, इस प्रक्रिया का आदेश दिया जाएगा।
जैसे ही आयन आवेशों को बदलना और संयोजित करना शुरू करते हैं, एनोड कैथोड बन जाते हैं, और कैथोड एनोड बन जाते हैं। लेकिन यहां आपको विद्युत प्रतिरोध को ध्यान में रखना होगा। बेशक, सैद्धांतिक वक्र एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, लेकिन मुख्य प्रभाव तापमान और हदबंदी का स्तर है (जिसके आधार पर वाहक चुने जाते हैं), और क्या प्रत्यावर्ती धारा या प्रत्यक्ष धारा को चुना जाता है। इस प्रायोगिक अध्ययन को पूरा करने पर, आप देख सकते हैं कि ठोस पिंडों (धातु की प्लेटों) पर नमक की एक पतली परत बन गई है।
इलेक्ट्रोलिसिस और वैक्यूम
निर्वात और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह एक जटिल समस्या है। तथ्य यह है कि ऐसे मीडिया में निकायों में कोई शुल्क नहीं होता है, जिसका अर्थ है कि यह एक ढांकता हुआ है। दूसरे शब्दों में, हमारा लक्ष्य ऐसी परिस्थितियाँ बनाना है ताकि एक इलेक्ट्रॉन का एक परमाणु अपनी गति शुरू कर सके।
ऐसा करने के लिए, आपको एक मॉड्यूलर डिवाइस, कंडक्टर और धातु की प्लेटों का उपयोग करने की आवश्यकता है, और फिर ऊपर की विधि के अनुसार आगे बढ़ें।
कंडक्टर और वैक्यूम 
निर्वात में वर्तमान विशेषता इलेक्ट्रोलिसिस का अनुप्रयोग
यह प्रक्रिया जीवन के लगभग सभी क्षेत्रों में लागू होती है। यहां तक कि सबसे प्राथमिक कार्य में कभी-कभी तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह के हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है, कहते हैं,
इस सरल प्रक्रिया की मदद से, ठोस निकायों को किसी भी धातु की सबसे पतली परत के साथ लेपित किया जाता है, उदाहरण के लिए, निकल चढ़ाना या क्रोमियम चढ़ाना। यह जंग प्रक्रियाओं का मुकाबला करने के संभावित तरीकों में से एक है। इसी तरह की तकनीकों का उपयोग ट्रांसफार्मर, मीटर और अन्य विद्युत उपकरणों के निर्माण में किया जाता है।
हम आशा करते हैं कि हमारे तर्क ने द्रवों में विद्युत धारा की परिघटना का अध्ययन करते समय उठने वाले सभी प्रश्नों का उत्तर दे दिया है। यदि आपको बेहतर उत्तरों की आवश्यकता है, तो हम आपको इलेक्ट्रीशियन के मंच पर जाने की सलाह देते हैं, जहां आपको मुफ्त में परामर्श करने में खुशी होगी।
बिल्कुल हर कोई जानता है कि तरल पदार्थ पूरी तरह से विद्युत ऊर्जा का संचालन कर सकते हैं। और यह भी एक सर्वविदित तथ्य है कि सभी कंडक्टरों को उनके प्रकार के अनुसार कई उपसमूहों में विभाजित किया जाता है। हम अपने लेख में विचार करने का प्रस्ताव करते हैं कि तरल पदार्थ, धातु और अन्य अर्धचालकों में विद्युत प्रवाह कैसे किया जाता है, साथ ही इलेक्ट्रोलिसिस और इसके प्रकारों के नियम भी।
इलेक्ट्रोलिसिस का सिद्धांत
यह समझना आसान बनाने के लिए कि दांव पर क्या है, हम इस सिद्धांत के साथ शुरू करने का प्रस्ताव करते हैं कि बिजली, अगर हम एक प्रकार के तरल के रूप में एक विद्युत चार्ज पर विचार करते हैं, तो 200 से अधिक वर्षों से जाना जाता है। चार्ज अलग-अलग इलेक्ट्रॉनों से बने होते हैं, लेकिन वे इतने छोटे होते हैं कि कोई भी बड़ा चार्ज निरंतर प्रवाह, तरल की तरह व्यवहार करता है।
ठोस-प्रकार के निकायों की तरह, तरल कंडक्टर तीन प्रकार के हो सकते हैं:
- अर्धचालक (सेलेनियम, सल्फाइड और अन्य);
- डाइलेक्ट्रिक्स (क्षारीय समाधान, लवण और एसिड);
- कंडक्टर (कहते हैं, एक प्लाज्मा में)।
वह प्रक्रिया जिसमें विद्युत दाढ़ क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रोलाइट्स घुल जाते हैं और आयन विघटित हो जाते हैं, पृथक्करण कहलाते हैं। बदले में, अणुओं का अनुपात जो आयनों में विघटित हो गए हैं, या एक विलेय में आयनों का क्षय हो गया है, यह पूरी तरह से विभिन्न कंडक्टरों और पिघलने के भौतिक गुणों और तापमान पर निर्भर करता है। यह याद रखना सुनिश्चित करें कि आयन पुनर्संयोजन या पुनर्संयोजन कर सकते हैं। यदि स्थितियाँ नहीं बदलती हैं, तो विघटित और संयुक्त आयनों की संख्या समान रूप से आनुपातिक होगी।
इलेक्ट्रोलाइट्स में, आयन ऊर्जा का संचालन करते हैं, क्योंकि। वे धनात्मक आवेशित कण और ऋणात्मक दोनों हो सकते हैं। तरल के कनेक्शन के दौरान (या बल्कि, मुख्य के लिए तरल के साथ पोत), विपरीत आवेशों के लिए कणों की गति शुरू हो जाएगी (सकारात्मक आयन कैथोड की ओर आकर्षित होने लगेंगे, और नकारात्मक आयन एनोड की ओर)। इस मामले में, ऊर्जा सीधे आयनों द्वारा ले जाया जाता है, इसलिए इस प्रकार के चालन को आयनिक कहा जाता है।
इस प्रकार के चालन के दौरान, आयनों द्वारा धारा प्रवाहित की जाती है और पदार्थ इलेक्ट्रोड पर छोड़े जाते हैं जो इलेक्ट्रोलाइट्स के घटक होते हैं। रासायनिक रूप से बोलते हुए, ऑक्सीकरण और कमी होती है। इस प्रकार, गैसों और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से ले जाया जाता है।
तरल पदार्थ में भौतिकी और धारा के नियम
हमारे घरों और उपकरणों में बिजली आमतौर पर धातु के तारों में प्रसारित नहीं होती है। एक धातु में, इलेक्ट्रॉन परमाणु से परमाणु में जा सकते हैं और इस प्रकार एक नकारात्मक चार्ज ले सकते हैं।
तरल पदार्थ की तरह, वे विद्युत वोल्टेज के रूप में संचालित होते हैं, जिसे वोल्टेज के रूप में जाना जाता है, जिसे वोल्ट की इकाइयों में मापा जाता है, इतालवी वैज्ञानिक एलेसेंड्रो वोल्टा के बाद।
वीडियो: तरल पदार्थ में विद्युत प्रवाह: एक पूर्ण सिद्धांत
इसके अलावा, विद्युत प्रवाह उच्च वोल्टेज से कम वोल्टेज की ओर प्रवाहित होता है और इसे एम्पीयर के रूप में जानी जाने वाली इकाइयों में मापा जाता है, जिसका नाम आंद्रे-मैरी एम्पीयर के नाम पर रखा गया है। और सिद्धांत और सूत्र के अनुसार, यदि आप वोल्टेज बढ़ाते हैं, तो इसकी ताकत भी आनुपातिक रूप से बढ़ेगी। इस संबंध को ओम के नियम के रूप में जाना जाता है। एक उदाहरण के रूप में, आभासी वर्तमान विशेषता नीचे है।
चित्रा: वर्तमान बनाम वोल्टेजओम का नियम (तार की लंबाई और मोटाई पर अतिरिक्त विवरण के साथ) आमतौर पर भौतिकी की कक्षाओं में पढ़ाई जाने वाली पहली चीजों में से एक है, और इसलिए कई छात्र और शिक्षक गैसों और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह को भौतिकी में एक बुनियादी कानून के रूप में देखते हैं।
अपनी आँखों से आवेशों की गति को देखने के लिए, आपको खारे पानी, फ्लैट आयताकार इलेक्ट्रोड और बिजली स्रोतों के साथ एक फ्लास्क तैयार करने की आवश्यकता है, आपको एक एमीटर स्थापना की भी आवश्यकता होगी, जिसकी मदद से बिजली से ऊर्जा का संचालन किया जाएगा। इलेक्ट्रोड की आपूर्ति।
पैटर्न: करंट और नमक कंडक्टर के रूप में कार्य करने वाली प्लेटों को तरल में उतारा जाना चाहिए और वोल्टेज चालू होना चाहिए। उसके बाद, कणों की अराजक गति शुरू हो जाएगी, लेकिन कंडक्टरों के बीच एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति के बाद, इस प्रक्रिया का आदेश दिया जाएगा।
जैसे ही आयन आवेशों को बदलना और संयोजित करना शुरू करते हैं, एनोड कैथोड बन जाते हैं, और कैथोड एनोड बन जाते हैं। लेकिन यहां आपको विद्युत प्रतिरोध को ध्यान में रखना होगा। बेशक, सैद्धांतिक वक्र एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, लेकिन मुख्य प्रभाव तापमान और हदबंदी का स्तर है (जिसके आधार पर वाहक चुने जाते हैं), और क्या प्रत्यावर्ती धारा या प्रत्यक्ष धारा को चुना जाता है। इस प्रायोगिक अध्ययन को पूरा करने पर, आप देख सकते हैं कि ठोस पिंडों (धातु की प्लेटों) पर नमक की एक पतली परत बन गई है।
इलेक्ट्रोलिसिस और वैक्यूम
निर्वात और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह एक जटिल समस्या है। तथ्य यह है कि ऐसे मीडिया में निकायों में कोई शुल्क नहीं होता है, जिसका अर्थ है कि यह एक ढांकता हुआ है। दूसरे शब्दों में, हमारा लक्ष्य ऐसी परिस्थितियाँ बनाना है ताकि एक इलेक्ट्रॉन का एक परमाणु अपनी गति शुरू कर सके।
ऐसा करने के लिए, आपको एक मॉड्यूलर डिवाइस, कंडक्टर और धातु की प्लेटों का उपयोग करने की आवश्यकता है, और फिर ऊपर की विधि के अनुसार आगे बढ़ें।
कंडक्टर और वैक्यूम निर्वात में वर्तमान विशेषता इलेक्ट्रोलिसिस का अनुप्रयोग
यह प्रक्रिया जीवन के लगभग सभी क्षेत्रों में लागू होती है। यहां तक कि सबसे प्राथमिक कार्य में कभी-कभी तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह के हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है, कहते हैं,
इस सरल प्रक्रिया की मदद से, ठोस निकायों को किसी भी धातु की सबसे पतली परत के साथ लेपित किया जाता है, उदाहरण के लिए, निकल चढ़ाना या क्रोमियम चढ़ाना। यह जंग प्रक्रियाओं का मुकाबला करने के संभावित तरीकों में से एक है। इसी तरह की तकनीकों का उपयोग ट्रांसफार्मर, मीटर और अन्य विद्युत उपकरणों के निर्माण में किया जाता है।
हम आशा करते हैं कि हमारे तर्क ने द्रवों में विद्युत धारा की परिघटना का अध्ययन करते समय उठने वाले सभी प्रश्नों का उत्तर दे दिया है। यदि आपको बेहतर उत्तरों की आवश्यकता है, तो हम आपको इलेक्ट्रीशियन के मंच पर जाने की सलाह देते हैं, जहां आपको मुफ्त में परामर्श करने में खुशी होगी।
तरल पदार्थ, ठोस की तरह, कंडक्टर, अर्धचालक और डाइलेक्ट्रिक्स हो सकते हैं। इस पाठ में, हम द्रव चालकों पर ध्यान देंगे। और इलेक्ट्रॉनिक चालकता (पिघली हुई धातुओं) वाले तरल पदार्थों के बारे में नहीं, बल्कि दूसरी तरह के तरल कंडक्टरों के बारे में (लवण, एसिड, क्षार के घोल और पिघलते हैं)। ऐसे कंडक्टरों की चालकता का प्रकार आयनिक होता है।
परिभाषा. दूसरी तरह के कंडक्टर वे कंडक्टर होते हैं जिनमें करंट प्रवाहित होने पर रासायनिक प्रक्रियाएँ होती हैं।
द्रवों में धारा प्रवाहकत्त्व की प्रक्रिया की बेहतर समझ के लिए, निम्नलिखित प्रयोग प्रस्तुत किया जा सकता है: वर्तमान स्रोत से जुड़े दो इलेक्ट्रोड को पानी के स्नान में रखा गया था, एक प्रकाश बल्ब को सर्किट में वर्तमान संकेतक के रूप में लिया जा सकता है। यदि आप इस तरह के सर्किट को बंद करते हैं, तो दीपक नहीं जलेगा, जिसका अर्थ है कि कोई करंट नहीं है, जिसका अर्थ है कि सर्किट में एक ब्रेक है, और पानी स्वयं प्रवाहित नहीं होता है। लेकिन अगर आप बाथरूम में एक निश्चित मात्रा में नमक डालते हैं और सर्किट को दोहराते हैं, तो प्रकाश चालू हो जाएगा। इसका मतलब यह है कि मुक्त चार्ज वाहक, इस मामले में आयनों, कैथोड और एनोड (छवि 1) के बीच स्नान में चलना शुरू कर दिया।
चावल। 1. अनुभव की योजना
इलेक्ट्रोलाइट्स की चालकता
दूसरे मामले में मुफ्त शुल्क कहाँ से आते हैं? जैसा कि पिछले पाठों में से एक में बताया गया है, कुछ डाइलेक्ट्रिक्स ध्रुवीय होते हैं। पानी में समान ध्रुवीय अणु होते हैं (चित्र 2)।
चावल। 2. पानी के अणु की ध्रुवीयता
जब पानी में नमक मिलाया जाता है, तो पानी के अणु इस तरह से उन्मुख होते हैं कि उनके नकारात्मक ध्रुव सोडियम के पास होते हैं, सकारात्मक - क्लोरीन के पास। आवेशों के बीच परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप, पानी के अणु नमक के अणुओं को विपरीत आयनों के जोड़े में तोड़ देते हैं। सोडियम आयन का धनात्मक आवेश होता है, क्लोरीन आयन का ऋणात्मक आवेश होता है (चित्र 3)। यह ये आयन हैं जो विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत इलेक्ट्रोड के बीच चले जाएंगे।
चावल। 3. मुक्त आयनों के निर्माण की योजना
जब सोडियम आयन कैथोड के पास पहुंचते हैं, तो यह अपने लापता इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है, जबकि क्लोराइड आयन एनोड तक पहुंचने पर अपना छोड़ देते हैं।
इलेक्ट्रोलीज़
चूँकि द्रवों में धारा का प्रवाह पदार्थ के स्थानान्तरण से जुड़ा होता है, इस प्रकार की धारा के साथ इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया होती है।
परिभाषा।इलेक्ट्रोलिसिस रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं से जुड़ी एक प्रक्रिया है जिसमें इलेक्ट्रोड पर एक पदार्थ छोड़ा जाता है।
ऐसे पदार्थ जो इस तरह के विभाजन के परिणामस्वरूप आयनिक चालकता प्रदान करते हैं, इलेक्ट्रोलाइट्स कहलाते हैं। यह नाम अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी माइकल फैराडे (चित्र 4) द्वारा प्रस्तावित किया गया था।
इलेक्ट्रोलिसिस समाधान से पर्याप्त रूप से शुद्ध रूप में पदार्थों को प्राप्त करना संभव बनाता है, इसलिए इसका उपयोग दुर्लभ सामग्री, जैसे सोडियम, कैल्शियम ... को अपने शुद्ध रूप में प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इसे इलेक्ट्रोलाइटिक धातु विज्ञान के रूप में जाना जाता है।
फैराडे के नियम
1833 में इलेक्ट्रोलिसिस पर पहले काम में, फैराडे ने इलेक्ट्रोलिसिस के अपने दो नियम प्रस्तुत किए। पहले एक में, यह इलेक्ट्रोड पर जारी पदार्थ के द्रव्यमान के बारे में था:
फैराडे का पहला नियम कहता है कि यह द्रव्यमान इलेक्ट्रोलाइट से गुजरने वाले आवेश के समानुपाती होता है:
यहां आनुपातिकता के गुणांक की भूमिका मात्रा द्वारा निभाई जाती है - विद्युत रासायनिक समकक्ष। यह एक सारणीबद्ध मान है जो प्रत्येक इलेक्ट्रोलाइट के लिए अद्वितीय है और इसकी मुख्य विशेषता है। विद्युत रासायनिक समकक्ष का आयाम:
इलेक्ट्रोकेमिकल समकक्ष का भौतिक अर्थ इलेक्ट्रोड पर छोड़ा गया द्रव्यमान है जब 1 सी में बिजली की मात्रा इलेक्ट्रोलाइट से गुजरती है।
यदि आप प्रत्यक्ष धारा के विषय से सूत्र याद करते हैं:
तब हम इस रूप में फैराडे के पहले नियम का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं:
फैराडे का दूसरा नियम सीधे एक विशेष इलेक्ट्रोलाइट के लिए अन्य स्थिरांक के माध्यम से विद्युत रासायनिक समकक्ष के मापन से संबंधित है:
यहाँ: इलेक्ट्रोलाइट का दाढ़ द्रव्यमान है; - प्राथमिक प्रभार; - इलेक्ट्रोलाइट वैलेंस; अवोगाद्रो की संख्या है।
मान को इलेक्ट्रोलाइट का रासायनिक समतुल्य कहा जाता है। अर्थात् विद्युत रासायनिक समतुल्य को जानने के लिए रासायनिक समतुल्य को जानना पर्याप्त है, सूत्र के शेष घटक विश्व स्थिरांक हैं।
फैराडे के दूसरे कानून के आधार पर, पहले कानून को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:
फैराडे ने इन आयनों की शब्दावली का प्रस्ताव उस इलेक्ट्रोड के आधार पर किया जिसमें वे चलते हैं। धनात्मक आयनों को धनायन कहा जाता है क्योंकि वे ऋणात्मक आवेशित कैथोड की ओर बढ़ते हैं, ऋणात्मक आवेशों को ऋणायन कहा जाता है क्योंकि वे एनोड की ओर बढ़ते हैं।
एक अणु को दो आयनों में तोड़ने के लिए पानी की उपरोक्त क्रिया को इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण कहा जाता है।
विलयनों के अतिरिक्त, मेल्ट दूसरे प्रकार के संवाहक भी हो सकते हैं। इस मामले में, मुक्त आयनों की उपस्थिति इस तथ्य से प्राप्त होती है कि उच्च तापमान पर, बहुत सक्रिय आणविक आंदोलन और कंपन शुरू होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अणु आयनों में टूट जाते हैं।
इलेक्ट्रोलिसिस का व्यावहारिक अनुप्रयोग
इलेक्ट्रोलिसिस का पहला व्यावहारिक अनुप्रयोग 1838 में रूसी वैज्ञानिक जैकोबी द्वारा किया गया था। इलेक्ट्रोलिसिस की मदद से, उन्हें सेंट आइजैक कैथेड्रल के आंकड़ों की छाप मिली। इलेक्ट्रोलिसिस के इस अनुप्रयोग को इलेक्ट्रोप्लेटिंग कहा जाता है। आवेदन का एक अन्य क्षेत्र इलेक्ट्रोप्लेटिंग है - एक धातु को दूसरे के साथ कवर करना (क्रोम चढ़ाना, निकल चढ़ाना, गिल्डिंग, आदि, अंजीर। 5)
- Fatyf.narod.ru ()।
- केमीक ()।
- Ens.tpu.ru ()।
गृहकार्य
- इलेक्ट्रोलाइट्स क्या हैं?
- दो मौलिक रूप से भिन्न प्रकार के तरल पदार्थ कौन से हैं जिनमें विद्युत धारा प्रवाहित हो सकती है?
- फ्री चार्ज कैरियर्स के गठन के लिए संभावित तंत्र क्या हैं?
- *इलेक्ट्रोड पर छोड़ा गया द्रव्यमान आवेश के समानुपाती क्यों होता है?
विद्युत धारा की परिभाषा से हर कोई परिचित है। इसे आवेशित कणों की निर्देशित गति के रूप में दर्शाया जाता है। विभिन्न वातावरणों में इस तरह के आंदोलन में मूलभूत अंतर होते हैं। इस घटना के मूल उदाहरण के रूप में, कोई तरल पदार्थ में विद्युत प्रवाह के प्रवाह और प्रसार की कल्पना कर सकता है। इस तरह की घटनाएं अलग-अलग गुणों की विशेषता होती हैं और आवेशित कणों की क्रमबद्ध गति से गंभीर रूप से भिन्न होती हैं, जो विभिन्न तरल पदार्थों के प्रभाव में नहीं बल्कि सामान्य परिस्थितियों में होती हैं।
चित्रा 1. तरल पदार्थ में विद्युत प्रवाह। लेखक24 - छात्र पत्रों का ऑनलाइन आदान-प्रदान
द्रवों में विद्युत धारा का निर्माण
इस तथ्य के बावजूद कि विद्युत प्रवाह के संचालन की प्रक्रिया धातु उपकरणों (कंडक्टर) के माध्यम से की जाती है, तरल पदार्थों में करंट आवेशित आयनों की गति पर निर्भर करता है जिन्होंने किसी विशिष्ट कारण से ऐसे परमाणुओं और अणुओं को प्राप्त या खो दिया है। इस तरह के आंदोलन का एक संकेतक एक निश्चित पदार्थ के गुणों में बदलाव है, जहां आयन गुजरते हैं। इस प्रकार, विभिन्न तरल पदार्थों में करंट के निर्माण की एक विशिष्ट अवधारणा बनाने के लिए विद्युत प्रवाह की मूल परिभाषा पर भरोसा करना आवश्यक है। यह निर्धारित किया जाता है कि नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों का अपघटन सकारात्मक मूल्यों के साथ वर्तमान स्रोत के क्षेत्र में आंदोलन में योगदान देता है। ऐसी प्रक्रियाओं में सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन विपरीत दिशा में - एक नकारात्मक वर्तमान स्रोत की ओर बढ़ेंगे।
तरल कंडक्टर तीन मुख्य प्रकारों में विभाजित हैं:
- अर्धचालक;
- डाइलेक्ट्रिक्स;
- संवाहक।
परिभाषा 1
इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण एक निश्चित समाधान के अणुओं के नकारात्मक और सकारात्मक चार्ज आयनों में अपघटन की प्रक्रिया है।
यह स्थापित किया जा सकता है कि तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह प्रयुक्त तरल पदार्थों की संरचना और रासायनिक गुणों में परिवर्तन के बाद हो सकता है। यह पारंपरिक धातु कंडक्टर का उपयोग करते समय अन्य तरीकों से विद्युत प्रवाह के प्रसार के सिद्धांत का पूरी तरह से खंडन करता है।
फैराडे के प्रयोग और इलेक्ट्रोलिसिस
द्रवों में विद्युत धारा का प्रवाह आवेशित आयनों की गति का एक उत्पाद है। तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह के उद्भव और प्रसार से जुड़ी समस्याओं के कारण प्रसिद्ध वैज्ञानिक माइकल फैराडे का अध्ययन हुआ। कई व्यावहारिक अध्ययनों की मदद से, वह इस बात का प्रमाण खोजने में सक्षम था कि इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान जारी पदार्थ का द्रव्यमान समय और बिजली की मात्रा पर निर्भर करता है। इस मामले में, जिस समय के दौरान प्रयोग किए गए थे वह महत्वपूर्ण है।
वैज्ञानिक यह भी पता लगाने में सक्षम थे कि इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, जब किसी पदार्थ की एक निश्चित मात्रा जारी की जाती है, तो उतनी ही मात्रा में विद्युत आवेशों की आवश्यकता होती है। इस मात्रा को एक स्थिर मान में सटीक रूप से स्थापित और स्थिर किया गया था, जिसे फैराडे संख्या कहा जाता था।
तरल पदार्थों में, विद्युत प्रवाह में अलग-अलग प्रसार स्थितियां होती हैं। यह पानी के अणुओं के साथ बातचीत करता है। वे आयनों के सभी संचलन को महत्वपूर्ण रूप से बाधित करते हैं, जो एक पारंपरिक धातु कंडक्टर का उपयोग करते हुए प्रयोगों में नहीं देखा गया था। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि इलेक्ट्रोलाइटिक प्रतिक्रियाओं के दौरान करंट का उत्पादन इतना बड़ा नहीं होगा। हालांकि, जैसे-जैसे समाधान का तापमान बढ़ता है, चालकता धीरे-धीरे बढ़ती है। इसका मतलब है कि विद्युत प्रवाह का वोल्टेज बढ़ रहा है। इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, यह देखा गया है कि किसी विशेष अणु के नकारात्मक या सकारात्मक आयन आवेशों में विघटित होने की संभावना पदार्थ या विलायक के अणुओं की बड़ी संख्या के कारण बढ़ जाती है। जब समाधान एक निश्चित मानदंड से अधिक आयनों से संतृप्त होता है, तो विपरीत प्रक्रिया होती है। विलयन की चालकता फिर से घटने लगती है।
वर्तमान में, इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया ने विज्ञान के कई क्षेत्रों और क्षेत्रों में और उत्पादन में अपना आवेदन पाया है। औद्योगिक उद्यम इसका उपयोग धातु के उत्पादन या प्रसंस्करण में करते हैं। विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाएं इसमें शामिल हैं:
- नमक इलेक्ट्रोलिसिस;
- विद्युत चढ़ाना;
- सतह चमकाने;
- अन्य रेडॉक्स प्रक्रियाएं।
निर्वात और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह
तरल पदार्थ और अन्य मीडिया में विद्युत प्रवाह का प्रसार एक जटिल प्रक्रिया है जिसकी अपनी विशेषताएं, विशेषताएं और गुण हैं। तथ्य यह है कि ऐसे मीडिया में निकायों में पूरी तरह से कोई शुल्क नहीं होता है, इसलिए उन्हें आमतौर पर डाइलेक्ट्रिक्स कहा जाता है। शोध का मुख्य लक्ष्य ऐसी परिस्थितियों का निर्माण करना था जिसके तहत परमाणु और अणु गति करना शुरू कर सकें और विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने की प्रक्रिया शुरू हुई। ऐसा करने के लिए, यह विशेष तंत्र या उपकरणों का उपयोग करने के लिए प्रथागत है। ऐसे मॉड्यूलर उपकरणों का मुख्य तत्व धातु की प्लेटों के रूप में कंडक्टर हैं।
वर्तमान के मुख्य मापदंडों को निर्धारित करने के लिए, ज्ञात सिद्धांतों और सूत्रों का उपयोग करना आवश्यक है। सबसे आम है ओम का नियम। यह एक सार्वभौमिक एम्पीयर विशेषता के रूप में कार्य करता है, जहां वर्तमान-वोल्टेज निर्भरता के सिद्धांत को लागू किया जाता है। याद रखें कि वोल्टेज को एम्पीयर की इकाइयों में मापा जाता है।
पानी और नमक के प्रयोगों के लिए नमक के पानी से एक बर्तन तैयार करना जरूरी है। यह उन प्रक्रियाओं का व्यावहारिक और दृश्य प्रतिनिधित्व देगा जो तब होती हैं जब तरल पदार्थ में विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। इसके अलावा, स्थापना में आयताकार इलेक्ट्रोड और बिजली की आपूर्ति होनी चाहिए। प्रयोगों के लिए पूर्ण पैमाने पर तैयारी के लिए, आपके पास एक एम्पीयर इंस्टॉलेशन होना चाहिए। यह बिजली की आपूर्ति से इलेक्ट्रोड तक ऊर्जा का संचालन करने में मदद करेगा।
धातु की प्लेटें चालक के रूप में कार्य करेंगी। उन्हें इस्तेमाल किए गए तरल में डुबोया जाता है, और फिर वोल्टेज जुड़ा होता है। कणों की गति तुरंत शुरू हो जाती है। यह बेतरतीब ढंग से चलता है। जब कंडक्टरों के बीच एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, तो कण आंदोलन की पूरी प्रक्रिया का आदेश दिया जाता है।
आयन आवेशों को बदलना और संयोजित करना शुरू कर देते हैं। इस प्रकार कैथोड एनोड बन जाते हैं और एनोड कैथोड बन जाते हैं। इस प्रक्रिया में, विचार करने के लिए कई अन्य महत्वपूर्ण कारक भी हैं:
- हदबंदी स्तर;
- तापमान;
- विद्युतीय प्रतिरोध;
- प्रत्यावर्ती या प्रत्यक्ष धारा का उपयोग।
प्रयोग के अंत में प्लेटों पर नमक की एक परत बन जाती है।
पानी एक सार्वत्रिक विलायक के रूप में.. जलीय घोल.. इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण.. इलेक्ट्रोलाइट.. कमजोर और मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स.. तरल पदार्थों में विद्युत आवेशों के वाहक.. धनात्मक और ऋणात्मक आयन.. इलेक्ट्रोलिसिस.. पिघलता है.. पिघल में विद्युत प्रवाह की प्रकृति ..
विद्युत प्रवाह की घटना के लिए शर्तों में से एक विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत चलने में सक्षम मुक्त प्रभारों की उपस्थिति है। हमने धातुओं में विद्युत प्रवाह की प्रकृति और के बारे में बात की।
इस पाठ में, हम यह पता लगाने की कोशिश करेंगे कौन से कण द्रवों में विद्युत आवेश को वहन करते हैं और पिघलते हैं।
एक सार्वभौमिक विलायक के रूप में पानी
जैसा कि हम जानते हैं, आसुत जल में आवेश वाहक नहीं होते हैं और इसलिए विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं करता है, अर्थात यह एक ढांकता हुआ है। हालांकि, किसी भी अशुद्धियों की उपस्थिति पहले से ही पानी को काफी अच्छा कंडक्टर बनाती है।
पानी में लगभग सभी रासायनिक तत्वों को अपने आप में घोलने की अद्भुत क्षमता है। जब विभिन्न पदार्थ (अम्ल, क्षार, क्षार, लवण, आदि) पानी में घुल जाते हैं, तो पदार्थ के अणुओं के आयनों में टूटने के कारण विलयन एक चालक बन जाता है। इस घटना को इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण कहा जाता है, और समाधान स्वयं एक इलेक्ट्रोलाइट है जो विद्युत प्रवाह का संचालन करने में सक्षम है। पृथ्वी पर सभी जल बेसिन, अधिक या कम हद तक, प्राकृतिक इलेक्ट्रोलाइट्स हैं।
विश्व महासागर आवर्त सारणी के लगभग सभी तत्वों के आयनों का एक समाधान है।
गैस्ट्रिक जूस, रक्त, लसीका, मानव शरीर में सभी तरल पदार्थ इलेक्ट्रोलाइट्स हैं। सभी जानवर और पौधे भी मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइट्स से बने होते हैं।
पृथक्करण की डिग्री के अनुसार, कमजोर और मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं। पानी एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है, और अधिकांश अकार्बनिक एसिड मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स को दूसरी तरह के कंडक्टर भी कहा जाता है।
एक तरल में विद्युत आवेशों के वाहक
विभिन्न पदार्थों के पानी (या अन्य तरल) में घुलने पर, वे आयनों में विघटित हो जाते हैं।
उदाहरण के लिए, पानी में सामान्य टेबल नमक NaCl (सोडियम क्लोराइड) सकारात्मक सोडियम आयनों (Na +) और नकारात्मक क्लोराइड आयनों (Cl -) में अलग हो जाता है। यदि परिणामी इलेक्ट्रोलाइट में दो ध्रुव अलग-अलग क्षमता पर हैं, तो ऋणात्मक आयन धनात्मक ध्रुव की ओर बहते हैं जबकि धनात्मक आयन ऋणात्मक ध्रुव की ओर बहते हैं।
इस प्रकार, एक तरल में विद्युत प्रवाह में एक दूसरे की ओर निर्देशित सकारात्मक और नकारात्मक आयनों के प्रवाह होते हैं।
जबकि पूरी तरह से शुद्ध पानी एक इन्सुलेटर है, आयनित पदार्थ की छोटी अशुद्धियों (प्राकृतिक या बाहर से पेश) युक्त पानी विद्युत प्रवाह का संवाहक है।
इलेक्ट्रोलीज़
चूँकि विलेय के धनात्मक और ऋणात्मक आयन विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में अलग-अलग दिशाओं में बहते हैं, पदार्थ धीरे-धीरे दो भागों में विभाजित हो जाता है।
पदार्थ के अपने घटक तत्वों में इस पृथक्करण को इलेक्ट्रोलिसिस कहा जाता है।
इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में, रासायनिक वर्तमान स्रोतों (गैल्वेनिक सेल और बैटरी) में, इलेक्ट्रोप्लेटिंग उत्पादन प्रक्रियाओं में और अन्य तकनीकों में एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में तरल पदार्थों में विद्युत आवेशों की गति के आधार पर किया जाता है।
पिघलने
पानी की भागीदारी के बिना किसी पदार्थ का पृथक्करण संभव है। यह पदार्थ की रासायनिक संरचना के क्रिस्टल को पिघलाने और पिघलाने के लिए पर्याप्त है। द्रव्य के गलन, जलीय इलेक्ट्रोलाइट्स की तरह, दूसरे प्रकार के संवाहक होते हैं, और इसलिए उन्हें इलेक्ट्रोलाइट्स कहा जा सकता है। पिघलने में विद्युत प्रवाह की प्रकृति जलीय इलेक्ट्रोलाइट्स में धारा के समान होती है - ये सकारात्मक और नकारात्मक आयनों के विपरीत प्रवाह होते हैं।
धातु विज्ञान में मेल्ट का उपयोग करके, एल्युमिना से इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से एल्यूमीनियम प्राप्त किया जाता है। एल्युमिनियम ऑक्साइड से विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है और इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान शुद्ध एल्युमीनियम एक इलेक्ट्रोड (कैथोड) पर जमा हो जाता है। यह एक बहुत ही ऊर्जा-गहन प्रक्रिया है, जो ऊर्जा की खपत के मामले में, विद्युत प्रवाह का उपयोग करके पानी के हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में अपघटन जैसा दिखता है।
एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलिसिस की दुकान में