तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह का व्यावहारिक अनुप्रयोग। तरल पदार्थ में विद्युत प्रवाह। आवेशों का संचलन, आयनों का धनायन। इलेक्ट्रोलिसिस का व्यावहारिक अनुप्रयोग

तरल पदार्थ, किसी भी अन्य पदार्थ की तरह, कंडक्टर, अर्धचालक और डाइलेक्ट्रिक्स हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, आसुत जल एक ढांकता हुआ होगा, और इलेक्ट्रोलाइट समाधान और पिघल कंडक्टर होंगे। अर्धचालक होंगे, उदाहरण के लिए, पिघला हुआ सेलेनियम या सल्फाइड पिघलता है।

आयनिक चालन

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण ध्रुवीय पानी के अणुओं के विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रोलाइट अणुओं के आयनों में विघटन की प्रक्रिया है। पृथक्करण की डिग्री एक विलेय में आयनों में विघटित अणुओं का अनुपात है।

पृथक्करण की डिग्री विभिन्न कारकों पर निर्भर करेगी: तापमान, समाधान एकाग्रता, विलायक गुण। जैसे-जैसे तापमान बढ़ेगा, पृथक्करण की डिग्री भी बढ़ेगी।

अणुओं को आयनों में विभाजित करने के बाद, वे यादृच्छिक रूप से आगे बढ़ते हैं। इस मामले में, अलग-अलग संकेतों के दो आयन पुनर्संयोजन कर सकते हैं, अर्थात, फिर से तटस्थ अणुओं में संयोजित हो सकते हैं। समाधान में बाहरी परिवर्तनों की अनुपस्थिति में, गतिशील संतुलन स्थापित किया जाना चाहिए। इसके साथ, अणुओं की संख्या जो प्रति यूनिट समय में आयनों में विघटित हो जाती है, अणुओं की संख्या के बराबर होगी जो फिर से एकजुट होंगे।

जलीय विलयन और इलेक्ट्रोलाइट मेल्ट में आवेश वाहक आयन होंगे। यदि एक समाधान या पिघला हुआ बर्तन सर्किट में शामिल है, तो सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन कैथोड की ओर बढ़ना शुरू कर देंगे, और नकारात्मक - एनोड की ओर। इस आंदोलन के परिणामस्वरूप, एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होगा। इस प्रकार के चालन को आयनिक चालन कहते हैं।

तरल पदार्थों में आयनिक चालकता के अलावा, इसमें इलेक्ट्रॉनिक चालकता भी हो सकती है। इस प्रकार की चालकता विशेषता है, उदाहरण के लिए, तरल धातुओं की। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, आयनिक चालन में, धारा का मार्ग पदार्थ के हस्तांतरण से जुड़ा होता है।

इलेक्ट्रोलीज़

पदार्थ जो इलेक्ट्रोलाइट्स का हिस्सा हैं, इलेक्ट्रोड पर बस जाएंगे। इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलिसिस कहा जाता है। इलेक्ट्रोलिसिस रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं से जुड़े इलेक्ट्रोड पर एक पदार्थ की रिहाई की प्रक्रिया है।

इलेक्ट्रोलिसिस ने भौतिकी और प्रौद्योगिकी में व्यापक अनुप्रयोग पाया है। इलेक्ट्रोलिसिस की मदद से एक धातु की सतह को दूसरी धातु की पतली परत से ढक दिया जाता है। उदाहरण के लिए, क्रोम और निकल चढ़ाना।

इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके, आप एक राहत सतह से एक प्रति प्राप्त कर सकते हैं। इसके लिए यह आवश्यक है कि इलेक्ट्रोड की सतह पर बसने वाली धातु की परत को आसानी से हटाया जा सके। ऐसा करने के लिए, ग्रेफाइट को कभी-कभी सतह पर लगाया जाता है।

ऐसी आसानी से छीलने योग्य कोटिंग्स प्राप्त करने की प्रक्रिया को इलेक्ट्रोप्लेटिंग कहा जाता है। यह विधि रूसी वैज्ञानिक बोरिस जैकोबी द्वारा सेंट पीटर्सबर्ग में सेंट आइजैक कैथेड्रल के लिए खोखले आंकड़ों के निर्माण में विकसित की गई थी।

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 से 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।

ओम का नियम (तार की लंबाई और मोटाई पर अतिरिक्त विवरण के साथ) आम तौर पर भौतिकी कक्षाओं में पढ़ाए जाने वाली पहली चीजों में से एक है, और इसलिए कई छात्र और शिक्षक भौतिकी में एक बुनियादी कानून के रूप में गैसों और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह को 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।

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।

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।

उनके विद्युत गुणों के संबंध में, तरल पदार्थ बहुत विविध हैं। ठोस अवस्था में धातुओं की तरह पिघली हुई धातुओं में उच्च विद्युत चालकता होती है जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उच्च सांद्रता से जुड़ी होती है।

कई तरल पदार्थ, जैसे शुद्ध पानी, शराब, मिट्टी का तेल, अच्छे डाइलेक्ट्रिक्स हैं, क्योंकि उनके अणु विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और उनमें कोई मुक्त आवेश वाहक नहीं होते हैं।

इलेक्ट्रोलाइट्स। तरल पदार्थों का एक विशेष वर्ग तथाकथित इलेक्ट्रोलाइट्स होता है, जिसमें अकार्बनिक एसिड, लवण और क्षार, आयनिक क्रिस्टल के पिघलने आदि के जलीय घोल शामिल होते हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स को आयनों की उच्च सांद्रता की उपस्थिति की विशेषता होती है, जो इसे विद्युत के लिए संभव बनाते हैं। पारित करने के लिए वर्तमान। ये आयन पिघलने के दौरान और विघटन के दौरान उत्पन्न होते हैं, जब विलायक के अणुओं के विद्युत क्षेत्रों के प्रभाव में, विलेय के अणु अलग-अलग सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों में विघटित हो जाते हैं। इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण कहा जाता है।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण।किसी दिए गए पदार्थ के पृथक्करण की डिग्री, यानी आयनों में विघटित विलेय के अणुओं का अनुपात, तापमान, घोल की सांद्रता और विलायक की पारगम्यता पर निर्भर करता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, पृथक्करण की डिग्री बढ़ती है। विपरीत संकेतों के आयन फिर से तटस्थ अणुओं में एकजुट होकर पुनर्संयोजन कर सकते हैं। निरंतर बाहरी परिस्थितियों में, समाधान में एक गतिशील संतुलन स्थापित होता है, जिसमें पुनर्संयोजन और पृथक्करण की प्रक्रियाएं एक दूसरे की क्षतिपूर्ति करती हैं।

गुणात्मक रूप से, विलेय की सांद्रता पर पृथक्करण की डिग्री की निर्भरता को निम्नलिखित सरल तर्क का उपयोग करके स्थापित किया जा सकता है। यदि एक इकाई आयतन में विलेय के अणु होते हैं, तो उनमें से कुछ वियोजित होते हैं, और शेष अलग नहीं होते हैं। विलयन के प्रति इकाई आयतन के पृथक्करण के प्राथमिक कृत्यों की संख्या अविभाजित अणुओं की संख्या के समानुपाती होती है और इसलिए बराबर होती है जहां ए इलेक्ट्रोलाइट की प्रकृति और तापमान के आधार पर एक गुणांक है। पुनर्संयोजन कृत्यों की संख्या विपरीत आयनों की टक्करों की संख्या के समानुपाती होती है, अर्थात उन और अन्य दोनों आयनों की संख्या के समानुपाती होती है। इसलिए, यह उस जगह के बराबर है जहां बी एक निश्चित तापमान पर किसी दिए गए पदार्थ के लिए एक गुणांक है।

गतिशील संतुलन की स्थिति में

अनुपात एकाग्रता पर निर्भर नहीं करता है यह देखा जा सकता है कि समाधान की एकाग्रता जितनी कम होगी, एकता के करीब होगा: बहुत पतला समाधान में, विलेय के लगभग सभी अणु अलग हो जाते हैं।

विलायक का ढांकता हुआ स्थिरांक जितना अधिक होता है, विलेय के अणुओं में आयनिक बंध उतने ही कमजोर होते हैं और, परिणामस्वरूप, पृथक्करण की डिग्री उतनी ही अधिक होती है। तो, हाइड्रोक्लोरिक एसिड पानी में घुलने पर उच्च विद्युत चालकता वाला इलेक्ट्रोलाइट देता है, जबकि एथिल ईथर में इसका घोल बिजली का बहुत खराब कंडक्टर होता है।

असामान्य इलेक्ट्रोलाइट्स।बहुत ही असामान्य इलेक्ट्रोलाइट्स भी हैं। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइट ग्लास है, जो अत्यधिक चिपचिपाहट वाला अत्यधिक सुपरकूल्ड तरल है। गर्म होने पर, कांच नरम हो जाता है और इसकी चिपचिपाहट बहुत कम हो जाती है। कांच में मौजूद सोडियम आयन एक ध्यान देने योग्य गतिशीलता प्राप्त करते हैं, और विद्युत प्रवाह का मार्ग संभव हो जाता है, हालांकि कांच सामान्य तापमान पर एक अच्छा इन्सुलेटर है।

चावल। 106. गर्म होने पर कांच की विद्युत चालकता का प्रदर्शन

इसका एक स्पष्ट प्रदर्शन एक प्रयोग के रूप में काम कर सकता है, जिसकी योजना अंजीर में दिखाई गई है। 106. एक कांच की छड़ को रिओस्टेट के माध्यम से प्रकाश नेटवर्क से जोड़ा जाता है जबकि छड़ ठंडी होती है, कांच के उच्च प्रतिरोध के कारण सर्किट में धारा नगण्य होती है। यदि छड़ी को गैस बर्नर से 300-400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म किया जाता है, तो इसका प्रतिरोध कई दसियों ओम तक गिर जाएगा और प्रकाश बल्ब फिलामेंट एल गर्म हो जाएगा। अब आप कुंजी K से लाइट बल्ब को शॉर्ट-सर्किट कर सकते हैं। इस स्थिति में, सर्किट का प्रतिरोध कम हो जाएगा और करंट बढ़ जाएगा। ऐसी परिस्थितियों में, छड़ी को विद्युत प्रवाह द्वारा प्रभावी ढंग से गर्म किया जाएगा और एक उज्ज्वल चमक के लिए गरम किया जाएगा, भले ही बर्नर हटा दिया गया हो।

आयनिक चालन।इलेक्ट्रोलाइट में विद्युत प्रवाह का मार्ग ओम के नियम द्वारा वर्णित है

इलेक्ट्रोलाइट में एक विद्युत प्रवाह मनमाने ढंग से छोटे लागू वोल्टेज पर होता है।

इलेक्ट्रोलाइट में आवेश वाहक धनात्मक और ऋणात्मक रूप से आवेशित आयन होते हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स की विद्युत चालकता का तंत्र कई तरह से ऊपर वर्णित गैसों की विद्युत चालकता के तंत्र के समान है। मुख्य अंतर इस तथ्य के कारण हैं कि गैसों में आवेश वाहकों की गति का प्रतिरोध मुख्य रूप से तटस्थ परमाणुओं के साथ उनके टकराव के कारण होता है। इलेक्ट्रोलाइट्स में, आयनों की गतिशीलता आंतरिक घर्षण के कारण होती है - चिपचिपापन - जब वे एक विलायक में चलते हैं।

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, धातुओं के विपरीत इलेक्ट्रोलाइट्स की चालकता बढ़ जाती है। यह इस तथ्य के कारण है कि बढ़ते तापमान के साथ, हदबंदी की डिग्री बढ़ जाती है और चिपचिपाहट कम हो जाती है।

इलेक्ट्रॉनिक चालकता के विपरीत, जो धातुओं और अर्धचालकों की विशेषता है, जहां विद्युत प्रवाह का मार्ग किसी पदार्थ की रासायनिक संरचना में किसी भी परिवर्तन के साथ नहीं होता है, आयनिक चालकता पदार्थ के हस्तांतरण से जुड़ी होती है

और उन पदार्थों की रिहाई जो इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रोलाइट्स का हिस्सा हैं। इस प्रक्रिया को इलेक्ट्रोलिसिस कहा जाता है।

इलेक्ट्रोलिसिस।जब कोई पदार्थ इलेक्ट्रोड पर छोड़ा जाता है, तो इलेक्ट्रोड से सटे इलेक्ट्रोलाइट क्षेत्र में संबंधित आयनों की सांद्रता कम हो जाती है। इस प्रकार, पृथक्करण और पुनर्संयोजन के बीच गतिशील संतुलन यहाँ गड़बड़ा गया है: यह यहाँ है कि इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप पदार्थ का अपघटन होता है।

इलेक्ट्रोलिसिस पहली बार एक वोल्टाइक कॉलम से करंट द्वारा पानी के अपघटन में देखा गया था। कुछ साल बाद, प्रसिद्ध रसायनज्ञ जी डेवी ने सोडियम की खोज की, इसे इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा कास्टिक सोडा से अलग किया। इलेक्ट्रोलिसिस के मात्रात्मक कानूनों को प्रयोगात्मक रूप से एम। फैराडे द्वारा स्थापित किया गया था, वे इलेक्ट्रोलिसिस की घटना के तंत्र के आधार पर औचित्य साबित करना आसान है।

फैराडे के नियम।प्रत्येक आयन में एक विद्युत आवेश होता है जो कि प्राथमिक आवेश का गुणज होता है। दूसरे शब्दों में, आयन का आवेश होता है, जहाँ एक पूर्णांक संगत रासायनिक तत्व या यौगिक की संयोजकता के बराबर होता है। इलेक्ट्रोड पर करंट के पारित होने के दौरान आयनों को मुक्त होने दें। उनका निरपेक्ष आवेश धनात्मक आयनों के कैथोड तक पहुँचने के बराबर होता है और उनके आवेश को वर्तमान स्रोत से तारों के माध्यम से कैथोड में प्रवाहित होने वाले इलेक्ट्रॉनों द्वारा निष्प्रभावी कर दिया जाता है। ऋणात्मक आयन एनोड के पास जाते हैं और समान संख्या में इलेक्ट्रॉन तारों के माध्यम से वर्तमान स्रोत तक जाते हैं। इस स्थिति में, आवेश एक बंद विद्युत परिपथ से होकर गुजरता है

आइए हम किसी एक इलेक्ट्रोड पर छोड़े गए पदार्थ के द्रव्यमान और आयन (परमाणु या अणु) के द्रव्यमान से निरूपित करें। यह स्पष्ट है कि, इसलिए, इस भिन्न के अंश और हर को अवोगाद्रो स्थिरांक से गुणा करने पर, हम प्राप्त करते हैं

परमाणु या दाढ़ द्रव्यमान कहाँ है, फैराडे स्थिरांक, द्वारा दिया गया है

से (4) यह देखा जा सकता है कि फैराडे स्थिरांक का अर्थ "एक मोल बिजली" है, अर्थात, यह प्राथमिक आवेशों के एक मोल का कुल विद्युत आवेश है:

फॉर्मूला (3) में फैराडे के दोनों नियम शामिल हैं। वह कहती है कि इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान जारी पदार्थ का द्रव्यमान सर्किट से गुजरने वाले चार्ज के समानुपाती होता है (फैराडे का पहला नियम):

गुणांक को किसी दिए गए पदार्थ का विद्युत रासायनिक समतुल्य कहा जाता है और इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है

किलोग्राम प्रति लटकन इसका आयन के विशिष्ट आवेश के पारस्परिक अर्थ है।

विद्युत रासायनिक समतुल्य पदार्थ के रासायनिक समतुल्य (फैराडे का दूसरा नियम) के समानुपाती होता है।

फैराडे के नियम और प्राथमिक प्रभार।चूंकि फैराडे के समय में बिजली की परमाणु प्रकृति की अवधारणा अभी तक मौजूद नहीं थी, इसलिए इलेक्ट्रोलिसिस के नियमों की प्रायोगिक खोज तुच्छ से बहुत दूर थी। इसके विपरीत, यह फैराडे के नियम थे जो अनिवार्य रूप से इन विचारों की वैधता के पहले प्रायोगिक प्रमाण के रूप में कार्य करते थे।

फैराडे स्थिरांक के प्रायोगिक माप ने पहली बार मिलिकन के तेल बूंदों के प्रयोगों में प्राथमिक विद्युत आवेश के प्रत्यक्ष माप से बहुत पहले प्राथमिक आवेश के मूल्य का संख्यात्मक अनुमान प्राप्त करना संभव बना दिया। यह उल्लेखनीय है कि बिजली की परमाणु संरचना के विचार को 19 वीं शताब्दी के 30 के दशक में किए गए इलेक्ट्रोलिसिस पर किए गए प्रयोगों में स्पष्ट प्रयोगात्मक पुष्टि मिली, जब पदार्थ की परमाणु संरचना का विचार अभी तक सभी द्वारा साझा नहीं किया गया था। वैज्ञानिक। रॉयल सोसाइटी को दिए गए एक प्रसिद्ध भाषण में और फैराडे की स्मृति को समर्पित, हेल्महोल्ट्ज़ ने इस परिस्थिति पर इस तरह टिप्पणी की:

"यदि हम रासायनिक तत्वों के परमाणुओं के अस्तित्व को स्वीकार करते हैं, तो हम आगे के निष्कर्ष से बच नहीं सकते हैं कि बिजली, सकारात्मक और नकारात्मक दोनों, कुछ मौलिक मात्राओं में विभाजित है, जो बिजली के परमाणुओं की तरह व्यवहार करती है।"

रासायनिक वर्तमान स्रोतयदि कोई धातु, जैसे कि जस्ता, को पानी में डुबोया जाता है, तो ध्रुवीय पानी के अणुओं के प्रभाव में एक निश्चित मात्रा में सकारात्मक जस्ता आयन, धातु क्रिस्टल जाली की सतह परत से पानी में जाने लगेंगे। नतीजतन, जस्ता नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाएगा, और पानी सकारात्मक रूप से चार्ज होगा। धातु और पानी के बीच अंतरापृष्ठ पर एक पतली परत बनती है, जिसे विद्युत दोहरी परत कहा जाता है; इसमें एक प्रबल विद्युत क्षेत्र होता है, जिसकी तीव्रता जल से धातु की ओर निर्देशित होती है। यह क्षेत्र जस्ता आयनों के पानी में आगे संक्रमण को रोकता है, और परिणामस्वरूप, एक गतिशील संतुलन उत्पन्न होता है, जिसमें धातु से पानी में आने वाले आयनों की औसत संख्या पानी से धातु में लौटने वाले आयनों की संख्या के बराबर होती है। .

गतिशील संतुलन भी स्थापित किया जाएगा यदि धातु को उसी धातु के नमक के जलीय घोल में डुबोया जाता है, उदाहरण के लिए जिंक सल्फेट के घोल में जिंक। समाधान में, नमक आयनों में अलग हो जाता है। परिणामी जस्ता आयन जस्ता आयनों से अलग नहीं होते हैं जो इलेक्ट्रोड से समाधान में प्रवेश करते हैं। इलेक्ट्रोलाइट में जिंक आयनों की सांद्रता में वृद्धि से इन आयनों का धातु में विलयन से संक्रमण आसान हो जाता है और यह मुश्किल हो जाता है।

धातु से विलयन में संक्रमण। इसलिए, जिंक सल्फेट के घोल में, डूबा हुआ जिंक इलेक्ट्रोड, हालांकि नकारात्मक रूप से चार्ज होता है, शुद्ध पानी की तुलना में कमजोर होता है।

जब किसी धातु को विलयन में डुबोया जाता है, तो धातु हमेशा ऋणात्मक आवेशित नहीं होती है। उदाहरण के लिए, यदि कॉपर सल्फेट के विलयन में कॉपर इलेक्ट्रोड को डुबोया जाता है, तो इलेक्ट्रोड पर विलयन से आयन अवक्षेपित होने लगेंगे, इसे धनात्मक रूप से चार्ज किया जाएगा। इस मामले में विद्युत डबल परत में क्षेत्र की ताकत तांबे से समाधान तक निर्देशित होती है।

इस प्रकार, जब किसी धातु को पानी में या उसी धातु के आयनों वाले जलीय घोल में डुबोया जाता है, तो धातु और विलयन के बीच अंतरापृष्ठ पर एक संभावित अंतर उत्पन्न होता है। इस संभावित अंतर का संकेत और परिमाण समाधान में आयनों की एकाग्रता पर धातु (तांबा, जस्ता, आदि) के प्रकार पर निर्भर करता है और तापमान और दबाव से लगभग स्वतंत्र होता है।

विभिन्न धातुओं से बने दो इलेक्ट्रोड, एक इलेक्ट्रोलाइट में डूबे हुए, एक गैल्वेनिक सेल बनाते हैं। उदाहरण के लिए, वोल्टा तत्व में जिंक और कॉपर इलेक्ट्रोड को सल्फ्यूरिक एसिड के जलीय घोल में डुबोया जाता है। पहले क्षण में, समाधान में न तो जस्ता आयन होते हैं और न ही तांबे के आयन। हालांकि, बाद में ये आयन इलेक्ट्रोड से समाधान में प्रवेश करते हैं और एक गतिशील संतुलन स्थापित होता है। जब तक इलेक्ट्रोड एक दूसरे से तार द्वारा जुड़े नहीं होते हैं, इलेक्ट्रोलाइट क्षमता सभी बिंदुओं पर समान होती है, और इलेक्ट्रोड की क्षमता इलेक्ट्रोलाइट के साथ उनकी सीमा पर डबल परतों के गठन के कारण इलेक्ट्रोलाइट क्षमता से भिन्न होती है। इस मामले में, जस्ता की इलेक्ट्रोड क्षमता -0.763 वी, और तांबा है। वोल्ट तत्व का इलेक्ट्रोमोटिव बल, जो इन संभावित छलांगों से बना है, के बराबर होगा

गैल्वेनिक सेल वाले सर्किट में करंट।यदि एक गैल्वेनिक सेल के इलेक्ट्रोड एक तार से जुड़े होते हैं, तो इलेक्ट्रॉन इस तार के माध्यम से नकारात्मक इलेक्ट्रोड (जस्ता) से सकारात्मक एक (तांबा) में जाएंगे, जो इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच गतिशील संतुलन को बाधित करता है जिसमें वे डूबे हुए हैं। जिंक आयन इलेक्ट्रोड से विलयन में जाना शुरू कर देंगे, ताकि इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच एक निरंतर संभावित छलांग के साथ एक ही स्थिति में विद्युत दोहरी परत को बनाए रखा जा सके। इसी तरह, कॉपर इलेक्ट्रोड पर, कॉपर आयन घोल से बाहर निकलने लगेंगे और इलेक्ट्रोड पर जमा हो जाएंगे। इस मामले में, नकारात्मक इलेक्ट्रोड के पास आयनों की कमी होती है, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड के पास ऐसे आयनों की अधिकता बनती है। विलयन में आयनों की कुल संख्या नहीं बदलेगी।

वर्णित प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, एक बंद सर्किट में एक विद्युत प्रवाह बनाए रखा जाएगा, जो इलेक्ट्रॉनों की गति से कनेक्टिंग तार में और आयनों द्वारा इलेक्ट्रोलाइट में बनाया जाता है। जब विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो जिंक इलेक्ट्रोड धीरे-धीरे घुल जाता है और कॉपर धनात्मक (तांबे) इलेक्ट्रोड पर जमा हो जाता है।

इलेक्ट्रोड। जिंक इलेक्ट्रोड पर आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है और कॉपर इलेक्ट्रोड पर घट जाती है।

गैल्वेनिक सेल के साथ सर्किट में संभावित।एक रासायनिक तत्व युक्त एक अमानवीय बंद सर्किट में विद्युत प्रवाह के पारित होने की वर्णित तस्वीर सर्किट के साथ संभावित वितरण से मेल खाती है, योजनाबद्ध रूप से अंजीर में दिखाया गया है। 107. एक बाहरी सर्किट में, यानी इलेक्ट्रोड को जोड़ने वाले तार में, एक सजातीय के लिए ओम के नियम के अनुसार सकारात्मक (तांबे) इलेक्ट्रोड ए के मान से नकारात्मक (जस्ता) इलेक्ट्रोड बी के मान तक क्षमता धीरे-धीरे घट जाती है। कंडक्टर। आंतरिक सर्किट में, यानी इलेक्ट्रोड के बीच इलेक्ट्रोलाइट में, जिंक इलेक्ट्रोड के पास के मान से कॉपर इलेक्ट्रोड के पास के मान तक क्षमता धीरे-धीरे कम हो जाती है। यदि बाहरी सर्किट में कॉपर इलेक्ट्रोड से जिंक इलेक्ट्रोड में करंट प्रवाहित होता है, तो इलेक्ट्रोलाइट के अंदर - जिंक से कॉपर तक। विद्युत दोहरी परतों में संभावित छलांग बाहरी (इस मामले में, रासायनिक) बलों की कार्रवाई के परिणामस्वरूप बनाई जाती है। बाहरी बलों के कारण दोहरी परतों में विद्युत आवेशों की गति विद्युत बलों की क्रिया की दिशा के विरुद्ध होती है।

चावल। 107. एक रासायनिक तत्व युक्त श्रृंखला के साथ संभावित वितरण

अंजीर में संभावित परिवर्तन के इच्छुक वर्ग। 107 बंद सर्किट के बाहरी और आंतरिक वर्गों के विद्युत प्रतिरोध के अनुरूप हैं। इन वर्गों के साथ कुल संभावित गिरावट दोहरी परतों में संभावित छलांग के योग के बराबर है, यानी तत्व के इलेक्ट्रोमोटिव बल।

एक गैल्वेनिक सेल में विद्युत प्रवाह का मार्ग इलेक्ट्रोड पर जारी उप-उत्पादों और इलेक्ट्रोलाइट में एकाग्रता ड्रॉप की उपस्थिति से जटिल होता है। इन घटनाओं को इलेक्ट्रोलाइटिक ध्रुवीकरण के रूप में जाना जाता है। उदाहरण के लिए, वोल्टा तत्वों में, जब सर्किट बंद हो जाता है, तो सकारात्मक आयन कॉपर इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ते हैं और उस पर जमा हो जाते हैं। नतीजतन, कुछ समय बाद, तांबे के इलेक्ट्रोड को हाइड्रोजन द्वारा बदल दिया जाता है। चूँकि हाइड्रोजन का इलेक्ट्रोड विभव तांबे के इलेक्ट्रोड विभव से 0.337 V कम है, तत्व का EMF लगभग उतनी ही मात्रा में घट जाता है। इसके अलावा, कॉपर इलेक्ट्रोड पर छोड़ा गया हाइड्रोजन तत्व के आंतरिक प्रतिरोध को बढ़ाता है।

हाइड्रोजन के हानिकारक प्रभावों को कम करने के लिए, विध्रुवकों का उपयोग किया जाता है - विभिन्न ऑक्सीकरण एजेंट। उदाहरण के लिए, सबसे आम तत्व Leklanshe ("सूखी" बैटरी) में

सकारात्मक इलेक्ट्रोड एक ग्रेफाइट रॉड है जो मैंगनीज पेरोक्साइड और ग्रेफाइट के संपीड़ित द्रव्यमान से घिरा हुआ है।

बैटरी।एक व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण प्रकार की गैल्वेनिक कोशिकाएं बैटरी होती हैं, जिसके लिए, निर्वहन के बाद, विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के साथ एक रिवर्स चार्जिंग प्रक्रिया संभव है। विद्युत प्रवाह प्राप्त करते समय खपत किए गए पदार्थ इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा बैटरी के अंदर बहाल हो जाते हैं।

यह देखा जा सकता है कि जब बैटरी चार्ज होती है, तो सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता बढ़ जाती है, जिससे इलेक्ट्रोलाइट के घनत्व में वृद्धि होती है।

इस प्रकार, चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, इलेक्ट्रोड की एक तेज विषमता बनाई जाती है: एक सीसा बन जाता है, दूसरा लेड पेरोक्साइड से। चार्ज की गई बैटरी एक गैल्वेनिक सेल है जो वर्तमान स्रोत के रूप में काम करने में सक्षम है।

जब विद्युत ऊर्जा के उपभोक्ताओं को बैटरी से जोड़ा जाता है, तो एक विद्युत प्रवाह सर्किट के माध्यम से प्रवाहित होगा, जिसकी दिशा चार्जिंग करंट के विपरीत होती है। रासायनिक प्रतिक्रियाएं विपरीत दिशा में जाती हैं और बैटरी अपनी मूल स्थिति में लौट आती है। दोनों इलेक्ट्रोड नमक की एक परत के साथ कवर किए जाएंगे, और सल्फ्यूरिक एसिड की एकाग्रता अपने मूल मूल्य पर वापस आ जाएगी।

चार्ज की गई बैटरी में लगभग 2.2 V का EMF होता है। डिस्चार्ज करते समय, यह 1.85 V तक गिर जाता है। आगे डिस्चार्ज की सिफारिश नहीं की जाती है, क्योंकि लेड सल्फेट का निर्माण अपरिवर्तनीय हो जाता है और बैटरी खराब हो जाती है।

डिस्चार्ज होने पर बैटरी जो अधिकतम चार्ज दे सकती है उसे उसकी क्षमता कहा जाता है। बैटरी क्षमता आम तौर पर

एम्पीयर-घंटे में मापा जाता है। यह जितना बड़ा होता है, प्लेटों की सतह उतनी ही बड़ी होती है।

इलेक्ट्रोलिसिस अनुप्रयोग।इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग धातु विज्ञान में किया जाता है। एल्यूमीनियम और शुद्ध तांबे का सबसे आम इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादन। इलेक्ट्रोलिसिस की मदद से, सजावटी और सुरक्षात्मक कोटिंग्स (निकल चढ़ाना, क्रोमियम चढ़ाना) प्राप्त करने के लिए दूसरों की सतह पर कुछ पदार्थों की पतली परतें बनाना संभव है। छीलने योग्य कोटिंग्स (इलेक्ट्रोप्लेटिंग) प्राप्त करने की प्रक्रिया रूसी वैज्ञानिक बी.एस. याकोबी द्वारा विकसित की गई थी, जिन्होंने इसे सेंट पीटर्सबर्ग में सेंट आइजैक कैथेड्रल को सजाने वाली खोखली मूर्तियों के निर्माण के लिए लागू किया था।

धातुओं और इलेक्ट्रोलाइट्स में विद्युत चालकता के भौतिक तंत्र में क्या अंतर है?

बताएं कि किसी पदार्थ के पृथक्करण की डिग्री विलायक की पारगम्यता पर क्यों निर्भर करती है।

स्पष्ट कीजिए कि अत्यधिक तनु विद्युत अपघट्य विलयनों में लगभग सभी विलेय अणु वियोजित क्यों होते हैं।

बताएं कि कैसे इलेक्ट्रोलाइट्स की विद्युत चालकता का तंत्र गैसों की विद्युत चालकता के तंत्र के समान है। क्यों, निरंतर बाहरी परिस्थितियों में, विद्युत प्रवाह लागू वोल्टेज के समानुपाती होता है?

इलेक्ट्रोलिसिस (3) के नियम को प्राप्त करने में विद्युत आवेश के संरक्षण का नियम क्या भूमिका निभाता है?

किसी पदार्थ के विद्युत रासायनिक समतुल्य और उसके आयनों के विशिष्ट आवेश के बीच संबंध को स्पष्ट कीजिए।

यदि कई इलेक्ट्रोलाइटिक स्नान हैं, लेकिन वर्तमान ताकत को मापने के लिए कोई उपकरण नहीं हैं, तो कोई प्रयोगात्मक रूप से विभिन्न पदार्थों के विद्युत रासायनिक समकक्षों के अनुपात का निर्धारण कैसे कर सकता है?

डीसी नेटवर्क में बिजली खपत मीटर बनाने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस की घटना का उपयोग कैसे किया जा सकता है?

फैराडे के नियमों को विद्युत की परमाणु प्रकृति के विचारों के प्रायोगिक प्रमाण के रूप में क्यों माना जा सकता है?

जब धातु के इलेक्ट्रोड को पानी में और इन धातुओं के आयनों वाले इलेक्ट्रोलाइट में डुबोया जाता है तो क्या प्रक्रियाएँ होती हैं?

विद्युत धारा के पारित होने के दौरान गैल्वेनिक सेल के इलेक्ट्रोड के पास इलेक्ट्रोलाइट में होने वाली प्रक्रियाओं का वर्णन करें।

गैल्वेनिक सेल के अंदर धनात्मक आयन ऋणात्मक (जिंक) इलेक्ट्रोड से धनात्मक (तांबा) इलेक्ट्रोड की ओर क्यों गति करते हैं? सर्किट में संभावित वितरण कैसे उत्पन्न होता है जो आयनों को इस तरह से स्थानांतरित करने का कारण बनता है?

एसिड बैटरी के चार्ज की डिग्री को हाइड्रोमीटर, यानी तरल के घनत्व को मापने के लिए एक उपकरण का उपयोग करके क्यों जांचा जा सकता है?

बैटरियों में प्रक्रियाओं और "सूखी" बैटरियों में प्रक्रियाओं के बीच मूलभूत अंतर क्या है?

बैटरी को चार्ज करने की प्रक्रिया में खर्च की गई विद्युत ऊर्जा का कितना हिस्सा c डिस्चार्ज होने पर उपयोग किया जा सकता है, यदि बैटरी चार्ज करने की प्रक्रिया के दौरान, इसके टर्मिनलों पर वोल्टेज बनाए रखा गया था

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 से 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।

ओम का नियम (तार की लंबाई और मोटाई पर अतिरिक्त विवरण के साथ) आम तौर पर भौतिकी कक्षाओं में पढ़ाए जाने वाली पहली चीजों में से एक है, और इसलिए कई छात्र और शिक्षक भौतिकी में एक बुनियादी कानून के रूप में गैसों और तरल पदार्थों में विद्युत प्रवाह को 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।

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।

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।

>>भौतिकी: तरल पदार्थ में विद्युत प्रवाह

तरल पदार्थ, ठोस की तरह, डाइलेक्ट्रिक्स, कंडक्टर और अर्धचालक हो सकते हैं। डाइलेक्ट्रिक्स में आसुत जल शामिल है, कंडक्टर में इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान और पिघलने शामिल हैं: एसिड, क्षार और लवण। तरल अर्धचालक पिघला हुआ सेलेनियम, सल्फाइड पिघला देता है, आदि।
इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण।जब ध्रुवीय पानी के अणुओं के विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रोलाइट्स भंग हो जाते हैं, तो इलेक्ट्रोलाइट अणु आयनों में विघटित हो जाते हैं। इस प्रक्रिया को कहा जाता है इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण.
पृथक्करण की डिग्री, यानी, विलेय में अणुओं का अनुपात जो आयनों में क्षय हो गया है, तापमान, घोल की सांद्रता और विलायक के विद्युत गुणों पर निर्भर करता है। बढ़ते तापमान के साथ, पृथक्करण की डिग्री बढ़ जाती है और, परिणामस्वरूप, सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है।
विभिन्न चिन्हों के आयन मिलने पर पुनः उदासीन अणुओं में मिल सकते हैं - पुनः संयोजित. निरंतर परिस्थितियों में, समाधान में एक गतिशील संतुलन स्थापित किया जाता है, जिस पर प्रति सेकंड आयनों में क्षय होने वाले अणुओं की संख्या एक ही समय में तटस्थ अणुओं में पुनर्संयोजित आयनों के जोड़े की संख्या के बराबर होती है।
आयनिक चालन।जलीय विलयन या इलेक्ट्रोलाइट मेल्ट में आवेश वाहक धनात्मक और ऋणात्मक आवेश वाले आयन होते हैं।
यदि इलेक्ट्रोलाइट समाधान के साथ एक पोत को विद्युत सर्किट में शामिल किया जाता है, तो नकारात्मक आयन सकारात्मक इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ना शुरू कर देंगे - एनोड, और सकारात्मक - नकारात्मक - कैथोड की ओर। नतीजतन, एक विद्युत प्रवाह स्थापित किया जाएगा। चूँकि जलीय विलयन या इलेक्ट्रोलाइट मेल्ट में चार्ज ट्रांसफर आयनों द्वारा किया जाता है, इस चालकता को कहा जाता है ईओण का.
तरल पदार्थों में इलेक्ट्रॉनिक चालकता भी हो सकती है। ऐसी चालकता, उदाहरण के लिए, तरल धातुओं के पास होती है।
इलेक्ट्रोलिसिस।आयनिक चालकता के साथ, धारा का मार्ग पदार्थ के स्थानांतरण से जुड़ा होता है। इलेक्ट्रोड पर, इलेक्ट्रोलाइट्स बनाने वाले पदार्थ निकलते हैं। एनोड पर, नकारात्मक आयन अपने अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को दान करते हैं (रसायन विज्ञान में, इसे ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रिया कहा जाता है), और कैथोड पर, सकारात्मक आयन लापता इलेक्ट्रॉनों (कमी प्रतिक्रिया) प्राप्त करते हैं। रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं से जुड़े इलेक्ट्रोड पर किसी पदार्थ की रिहाई की प्रक्रिया को कहा जाता है इलेक्ट्रोलीज़.
इलेक्ट्रोलिसिस का अनुप्रयोग।विभिन्न प्रयोजनों के लिए इंजीनियरिंग में इलेक्ट्रोलिसिस का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से एक धातु की सतह को दूसरे की पतली परत से ढक दें ( निकल चढ़ाना, क्रोम चढ़ाना, तांबा चढ़ाना;आदि।)। यह टिकाऊ कोटिंग सतह को जंग से बचाती है।
यदि उस सतह से इलेक्ट्रोलाइटिक कोटिंग का अच्छा छीलना सुनिश्चित किया जाता है जिस पर धातु जमा होती है (यह हासिल किया जाता है, उदाहरण के लिए, सतह पर ग्रेफाइट लगाने से), तो राहत सतह से एक प्रति प्राप्त की जा सकती है।
मुद्रण उद्योग में, ऐसी प्रतियां (स्टीरियोटाइप) मैट्रिसेस (एक प्लास्टिक सामग्री पर एक सेट की एक छाप) से प्राप्त की जाती हैं, जिसके लिए मैट्रिस पर लोहे या किसी अन्य पदार्थ की एक मोटी परत जमा की जाती है। यह आपको प्रतियों की वांछित संख्या में सेट को पुन: पेश करने की अनुमति देता है। यदि पहले किसी पुस्तक का प्रचलन एक सेट से प्राप्त किए जा सकने वाले प्रिंटों की संख्या तक सीमित था (मुद्रण करते समय, सेट धीरे-धीरे मिट जाता है), तो अब रूढ़िवादिता के उपयोग से प्रचलन में काफी वृद्धि हो सकती है। सच है, वर्तमान में, इलेक्ट्रोलिसिस की मदद से, केवल उच्च गुणवत्ता वाली छपाई की पुस्तकों के लिए स्टीरियोटाइप प्राप्त किए जाते हैं।
छीलने योग्य कोटिंग्स प्राप्त करने की प्रक्रिया - इलेक्ट्रोटैप- रूसी वैज्ञानिक बी.एस. जैकोबी (1801-1874) द्वारा विकसित किया गया था, जिन्होंने 1836 में सेंट पीटर्सबर्ग में सेंट आइजैक कैथेड्रल के लिए खोखले आंकड़े बनाने के लिए इस पद्धति को लागू किया था।
इलेक्ट्रोलिसिस धातुओं से अशुद्धियों को दूर करता है। इस प्रकार, अयस्क से प्राप्त कच्चे तांबे को मोटी चादरों के रूप में ढाला जाता है, जिसे बाद में एनोड के रूप में स्नान में रखा जाता है। इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, एनोड कॉपर घुल जाता है, मूल्यवान और दुर्लभ धातुओं वाली अशुद्धियाँ नीचे गिर जाती हैं, और शुद्ध कॉपर कैथोड पर जम जाता है।
इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा पिघले हुए बॉक्साइट से एल्युमिनियम प्राप्त किया जाता है। यह एल्यूमीनियम प्राप्त करने की यह विधि थी जिसने इसे सस्ता और लोहे के साथ-साथ प्रौद्योगिकी और रोजमर्रा की जिंदगी में सबसे आम बना दिया।
इलेक्ट्रोलिसिस की मदद से, इलेक्ट्रॉनिक सर्किट बोर्ड प्राप्त होते हैं, जो सभी इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के आधार के रूप में कार्य करते हैं। एक पतली तांबे की प्लेट को ढांकता हुआ पर चिपकाया जाता है, जिस पर एक विशेष पेंट के साथ कनेक्टिंग तारों का एक जटिल पैटर्न लगाया जाता है। फिर प्लेट को एक इलेक्ट्रोलाइट में रखा जाता है, जहां तांबे की परत के क्षेत्र जो पेंट से ढके नहीं होते हैं, उन्हें नक़्क़ाशीदार किया जाता है। उसके बाद, पेंट को धोया जाता है और बोर्ड पर माइक्रोक्रिकिट का विवरण दिखाई देता है।
इलेक्ट्रोलाइट्स के घोल और मेल्ट में, तटस्थ अणुओं के आयनों में क्षय के कारण मुक्त विद्युत आवेश दिखाई देते हैं। क्षेत्र में आयनों की गति का अर्थ है पदार्थ का स्थानांतरण। इस प्रक्रिया का व्यापक रूप से अभ्यास (इलेक्ट्रोलिसिस) में उपयोग किया जाता है।

???
1. विद्युत अपघटनी वियोजन को क्या कहते हैं?
2. जब कोई विद्युत धारा किसी इलेक्ट्रोलाइट विलयन से गुजरती है तो पदार्थ का स्थानांतरण क्यों होता है, लेकिन धातु के चालक से गुजरने पर पदार्थ स्थानांतरित नहीं होता है?
3. अर्धचालकों और इलेक्ट्रोलाइट समाधानों की आंतरिक चालकता के बीच समानता और अंतर क्या है?

जी.वाई.मायाकिशेव, बी.बी.बुखोवत्सेव, एन.एन.सोत्स्की, भौतिकी ग्रेड 10

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