इलेक्ट्रोलिसिस: परिभाषा और उपयोग (आरेख के साथ समझाया गया)
इलेक्ट्रोलिसिस: परिभाषा और उपयोग (चित्र के साथ समझाया गया)!
इलेक्ट्रोलाइट्स के माध्यम से बिजली पास करते समय, आपने उनमें कुछ बदलाव देखे होंगे। आपने इलेक्ट्रोड पर गैस के बुलबुले के साथ-साथ धातु के इलेक्ट्रोड में भी बदलाव देखे होंगे।
ये सभी इंगित करते हैं कि जब विद्युत प्रवाह एक इलेक्ट्रोलाइट से गुजरता है, तो रासायनिक परिवर्तन होता है। इस रासायनिक परिवर्तन को इलेक्ट्रोलिसिस कहा जाता है। इलेक्ट्रोलिस और इलेक्ट्रोलिसिस में प्रयुक्त इलेक्ट्रोड एक इलेक्ट्रोलाइटिक सेल बनाते हैं।
जब बिजली एक इलेक्ट्रोलाइट से गुजरती है, इलेक्ट्रोलाइट के सकारात्मक आयन कैथोड (नकारात्मक इलेक्ट्रोड) की ओर बढ़ते हैं, जहां वे एक तटस्थ पदार्थ बनने के लिए इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करते हैं। नकारात्मक आयन एनोड (धनात्मक इलेक्ट्रोड) की ओर बढ़ते हैं और इलेक्ट्रॉनों को तटस्थ होने के लिए छोड़ देते हैं।
यदि तटस्थ पदार्थ अपनी प्राकृतिक अवस्था में एक गैस है, तो इसे एक इलेक्ट्रोड में विकसित किया जाता है। यदि यह एक धातु है, तो इसे कैथोड पर जमा किया जाता है। तटस्थ पदार्थों के गठन के साथ, इलेक्ट्रोलाइट विघटित होता है। अतः हम कह सकते हैं कि विद्युत के अपघटन से जब विद्युत प्रवाहित होता है तो उसे इलेक्ट्रोलिसिस कहा जाता है।
प्लास्टिक या कांच के बर्तन में थोड़ा पानी लें। पानी में एक चुटकी नमक या एसिड की कुछ बूंदें जैसे सिरका मिलाएं। इससे समाधान आचरण विद्युत बन जाएगा। खुली दो कोशिकाओं को तोड़ें और इलेक्ट्रोड के रूप में उनकी कार्बन छड़ का उपयोग करें।
चूंकि कार्बन आसानी से प्रतिक्रिया नहीं करता है, इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान परिवर्तन से नहीं गुजरता है। समाधान में इलेक्ट्रोड रखें और उन्हें 6 वोल्ट की बैटरी से कनेक्ट करें। जल्द ही आपको इलेक्ट्रोड पर गैस के बुलबुले दिखाई देंगे। कैथोड में विकसित गैस हाइड्रोजन है और एनोड में ऑक्सीजन है। ध्यान दें कि कैथोड पर अधिक बुलबुले हैं।
इस गतिविधि में होने वाले रासायनिक परिवर्तन को पानी का इलेक्ट्रोलिसिस कहा जाता है, जिसमें पानी हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है। सबसे पहले, पानी हाइड्रोजन (एच + ) और हाइड्रॉक्साइड (ओएच - ) आयनों में विभाजित होता है। ये इलेक्ट्रोड में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन बनाने के लिए चार्ज खो देते हैं।
समग्र प्रतिक्रिया द्वारा प्रतिनिधित्व किया जा सकता है
यह स्पष्ट है कि मुक्त किए गए हाइड्रोजन की मात्रा ऑक्सीजन से दोगुनी है। यही कारण है कि आप कैथोड पर अधिक बुलबुले देखते हैं। आप इलेक्ट्रिक पेन बनाने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग कर सकते हैं। स्टार्च के घोल में कुछ पोटेशियम आयोडाइड (KI) घोलें।
इस घोल में कड़े कागज का एक टुकड़ा भिगोएँ और इसे एक तार के छोर पर रखें। इस तार को बैटरी के नकारात्मक टर्मिनल से कनेक्ट करें। कागज के टुकड़े पर लिखने के लिए बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल से जुड़े तार का उपयोग करें।
समाधान में, पोटेशियम आयोडाइड में पोटेशियम और आयोडाइड आयन होते हैं।
KI → K + + I -
जब बिजली को समाधान के माध्यम से पारित किया जाता है, तो आयोडीन आयन आयोडीन बनाने के लिए अपना चार्ज खो देते हैं।
2l - - 2e - → I 2 (एनोड पर)
जारी आयोडीन स्टार्च के साथ एक नीले-काले रंग का पदार्थ पैदा करता है, जो इलेक्ट्रिक पेन की 'स्याही' के रूप में कार्य करता है।
विद्युत:
इलेक्ट्रोप्लेटिंग इलेक्ट्रोलिसिस का एक महत्वपूर्ण उपयोग है। एक धातु के साथ एक सस्ती कंडक्टर को कोटिंग करने की विद्युत प्रक्रिया को इलेक्ट्रोप्लेटिंग कहा जाता है। विद्युत सुरक्षा या सजावट के लिए किया जाता है।
उदाहरण के लिए, कारों के बम्पर को जंग से बचाने के लिए क्रोमियम-चढ़ाया जाता है। उसी कारण से, पानी के नल निकेल या क्रोमियम के साथ चढ़ाया जाता है। जंग को रोकने के लिए टिन के साथ चढ़ाया गया लोहे का उपयोग 'टिन' के डिब्बे बनाने के लिए किया जाता है। एक 'सिल्वर' चम्मच सजावट के लिए इलेक्ट्रोप्लेटिंग का एक उदाहरण है।
चांदी के साथ एक स्टील चम्मच इलेक्ट्रोप्लेटिंग के लिए, एक चांदी नमक का एक समाधान इलेक्ट्रोलाइट के रूप में लिया जाता है। चम्मच और एक चांदी की पट्टी इलेक्ट्रोलाइट में डूबी हुई है और क्रमशः बैटरी के नकारात्मक और सकारात्मक टर्मिनलों से जुड़ी हुई है। सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए चांदी के आयन नकारात्मक इलेक्ट्रोड (चम्मच) में चले जाते हैं और उस पर चांदी का एक जमा होता है।
आप इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कॉपर सल्फेट का उपयोग करके तांबे के साथ पांच रुपये का सिक्का या कार्बन रॉड को विद्युत कर सकते हैं। पांच रुपये के सिक्के पर एक धातु क्लिप को ठीक करें और इसे बैटरी के नकारात्मक टर्मिनल से कनेक्ट करें। बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल को मोटे तांबे के तार से कनेक्ट करें। सिक्का और तांबे के तार को कॉपर सल्फेट के घोल में रखें। जल्द ही सिक्का तांबे के साथ लेपित हो जाएगा।
एक कॉपर सल्फेट घोल में कॉपर और सल्फेट आयन होते हैं।
CuSO 4 → Cu 2+ + SO 4 2-
जब बिजली को समाधान के माध्यम से पारित किया जाता है, तो सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए तांबे आयन कैथोड (बैटरी के नकारात्मक टर्मिनल से जुड़ा हुआ सिक्का) में चले जाते हैं। वहां तांबे के आयन इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करते हैं और तांबे की धातु के रूप में जमा होते हैं।
Cu 2+ + 2e - → Cu
सल्फेट आयन समाधान में रहते हैं। कॉपर एनोड में, तांबा दो इलेक्ट्रॉनों को छोड़ कर समाधान में जाता है। इस प्रकार समाधान की ताकत अपरिवर्तित रहती है।
Cu → Cu 2+ + 2e -
इलेक्ट्रोलिसिस के उपयोग:
1. इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग उनके अयस्कों से धातुओं के निष्कर्षण में किया जाता है। उदाहरण के लिए, जब पिघले हुए सोडियम क्लोराइड के माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो सोडियम को कैथोड में जमा किया जाता है और क्लोरीन गैस को एनोड में विकसित किया जाता है। एल्यूमीनियम और पोटेशियम भी इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा निकाले जाते हैं।
2. इसका उपयोग कुछ धातुओं जैसे तांबा और जस्ता को परिष्कृत करने के लिए किया जाता है।
3. क्लोरीन के निर्माण के लिए इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया जाता है। पनडुब्बियों में, पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उत्पादित ऑक्सीजन का उपयोग सांस लेने के लिए किया जाता है।
4. इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग हर दिन हमारे द्वारा उपयोग की जाने वाली कई चीजों को इलेक्ट्रोप्लेट करने के लिए किया जाता है।
